Защита от коррозии алюминия: Защита алюминия от коррозии ингибитором СП-В-14-0

alexxlab | 18.06.1977 | 0 | Разное

Содержание

Защита алюминия от коррозии ингибитором СП-В-14-0

Несмотря на высокую стойкость алюминиевых сплавов к атмосферным воздействиям и контактам агрессивных веществ, при эксплуатации инженерных отопительных и охладительных систем возникает необходимость в предотвращении коррозийных процессов. Как защитить алюминий от коррозии? В этом случае вместо стандартного ингибитора для углеродистых сталей рекомендуется использовать продукт марки СП-В-14-0.

Ингибитор коррозии алюминия, помимо стандартных активных компонентов, содержит дополнительные вещества, которые предотвращают атмосферную и электрохимическую коррозию этого металла. Продукт не содержит опасных для человека и экологии компонентов, разлагается под действием биологических факторов, поэтому отработанный теплоноситель может утилизироваться в общую канализацию.

Наша компания реализует преобразователи ржавчины для алюминия оптом от 20 кг. Мы являемся производителями, поэтому можем предложить приемлемые условия для региональных дилеров.

Все меры по защите металлов от ржавчины могут быть проведены под строгим мониторингом наших специалистов.

Зачем нужна защита алюминия от коррозии?

В жилых домах и квартирах, коммерческих и общественных зданиях, на производственных объектах часто применяется теплообменное оборудование, сделанное из алюминия и его сплавов. Ввиду особенностей этого металла во время эксплуатации, в том числе и на открытом воздухе, алюминий практически не подвергается коррозии.

Однако при использовании алюминиевых сплавов необходима дополнительная защита алюминия от коррозии. Разрушение металла вследствие окисления протекает быстрее, если теплоноситель циркулирует при высокой температуре, в нем присутствуют дополнительные активные вещества.

Существует несколько видов химического разрушения сплавов с содержанием алюминия:

  • Поверхностная. Наиболее часто встречающийся вариант. Коррозионные процессы на поверхности сплава являются самыми опасными и быстро приводят в негодность трубы и теплообменники. Но с помощью ингибитора такая коррозия устраняется быстрее всего.

  • Локальная. Проявляется в виде небольших пятен и выемок на поверхности металла. Опасность этого вида разрушения в том, что оно сложно идентифицируется. Как правило, она протекает в труднодоступных местах теплообменных сетей. Поэтому устраняется и предупреждается только путем добавления ингибитора в состав теплоносителя.

  • Филигранная. Протекает под оксидной пленкой, которая защищает алюминиевый сплав от воздействия внешних факторов.

Защитить алюминиевые сплавы от коррозии можно несколькими способами. Наиболее распространенными является окрашивание порошковой краской, искусственное оксидирование и анодирование.

Но чаще всего, в закрытых водооборотных системах, для предотвращения коррозии используется ингибитор. Это продукт в жидком виде, который состоит из активных веществ и дополнительных компонентов, которые повышают эффективность использования вещества.

Особенности продукта

СП-В-14-0 — ингибитор коррозии алюминия, который имеет вид прозрачной жидкости с однородным составом. Она издает слабо различимый запах карамели. Может быть прозрачной или иметь розовую окраску. При хранении возможно выпадение осадка, что не влияет на общую эффективность средства.

Ищете преобразователи ржавчины для алюминия? Приобретайте ингибитор марки СП-В-14-0 в нашей компании. Для оформления заказа заполните форму или свяжитесь с менеджером отдела продаж.

Преобразователь ржавчины поставляется в пластиковых емкостях от 20 до 220 кг. Наше предприятие обеспечивает доставку продукции по территории России с помощью надежных транспортных компаний.

Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель

Благодаря превосходному соотношению плотности и механической прочности, а так же достаточно высокой стойкости к коррозии, алюминий широко применяется в строительстве, в том числе при изготовлении светопрозрачных конструкций – окон, дверей, витражей, зимних садов, и так далее. Но, несмотря на коррозионную стойкость алюминиевых конструкций, сам алюминий с точки зрения химической науки – один из самых активных металлов, вступающих в реакцию не только со щелочами и кислотами, но даже с водой. Данное противоречие объясняется тем, что под воздействием кислорода поверхность алюминия покрывается прочной, устойчивой оксидной пленкой (пассивируется), предохраняющей металл от коррозии, то есть от процесса разрушения металлов в результате химического или электрохимического воздействия.

Рис.1. Коррозия алюминиевого профиля

Коррозионная стойкость алюминия

Окись алюминия создает защитный слой, толщина которого составляет 20—100Å, который химически инертен. Чистый алюминий, с поверхностью, очищенной от защитной пленки, реагирует с водой, выделяя при этом водород и создавая оксидную пленку на поверхности. Таким образом, при контакте с окислителями, поверхность алюминия пассивируется. По сути, кислород, содержащийся в воздухе или растворенный в воде, повышает коррозионную стойкость алюминия, которая, в свою очередь, в значительной степени зависит от содержания примесей других металлов. Известно, что при контакте двух металлов, в среде электролита, образуется гальваническая пара, где анодом становится более активный металл, а катодом – менее активный. В результате электрохимической реакции происходит разрушение структуры анода. Большая часть примесей (железо, свинец, медь и т.д.) играют по отношению к алюминию роль катода, способствуя его разрушению. По этой причине чистый алюминий имеет более высокую стойкость к коррозии, чем технический, который, в свою очередь, более стоек к коррозии, чем сплавы алюминия с другими металлами. Так же стойкость алюминия к коррозии зависит от характеристик внешней среды и от реакций, вызываемых этой средой.

Рис.2. Механизм образования оксидной пленки на алюминии

Методы защиты от коррозии

Особенно сильно коррозия проявляет себя во влажной среде, а так же при появлении т.н. «блуждающих» токов. Именно поэтому очень важно защищать поверхность алюминия с помощью покраски, анодировки, а стальные изделия, соприкасающиеся с ним необходимо оцинковывать, эмалировать или хотя бы обрабатывать грунтовкой в несколько слоев. Крепеж, применяемый в производстве алюминиевых конструкций должен быть как минимум оцинкованным, но желательно, а для фасадных конструкций просто необходимо, использовать крепеж из нержавеющей стали. Для антикоррозионной защиты алюминиевых конструкций применяют следующие методы:

Порошковая окраска

Порошковое покрытие представляет собой напыленный на поверхность изделия полимерный порошок, который запекается (полимеризуется) в специальной печи при определенной температуре, как правило 180-220°С. Технология порошковой покраски состоит из трех этапов:

  1. Поверхность алюминиевого профиля обезжиривают и удаляют с нее все загрязнения
  2. Напыляют слой порошковой краски
  3. Запекание (полимеризация) порошкового покрытия в печи.

Порошковая покраска алюминиевого профиля и фурнитуры для светопрозрачных конструкций не только защищает металл от коррозии, но так же позволяет покрасить конструкцию в любой цвет по шкале RAL.

Анодирование профиля

Анодированое покрытие – это покрытие, которое создает на поверхности профиля устойчивую и не растворимую в агрессивных средах плёнку из окисла алюминия.

Анодирование позволяет создать такую равномерную толщину плёнки нерастворимой окиси на поверхности, которая уже не позволит контактировать алюминию с внешней средой и происходить дальнейшему окислению.

Технология построена таким образом:

  • Сначала профиль обезжиривают в кислоте (например, щавелевой).
  • Промывают в чистой воде.
  • Далее травление в щелочи для вытравливания поверхностных неравномерно окисленных слоев металла, вместе с которыми снимаются все инородные включения на поверхности.
  • Промывка в чистой воде.
  • Профиль погружается в ванну с раствором электролита. Здесь в течение 0,5-1,5 часов он подвергается анодированию. На поверхности профиля образуется пленка оксида алюминия.
  • Далее для получения цветного анодирования профиль перемещается в ванну с раствором соли какого-либо металла через которые снова пропускается ток. Цветные оттенки профиля зависят от продолжительности обработки. Минимально профиль обрабатывают 45 секунд (светлое шампанское), максимально – 15 минут (черный).
  • Изолирование (Ванна упрочнения поверхности) – процесс химического замещения, при котором окисел на поверхности металла превращается в химически более прочную гидратную форму, более устойчивую к воздействию окружающей среды и химических веществ. Покрытие приобретает особую прочность, стойкость к механическим повреждениям.
  • В заключение проводится сушка и упаковка.

Защита от контакта с другими металлами

Для того, чтобы алюминий не соприкасался с металлами, с которыми он может составить гальваническую пару, необходимо применять весь крепеж только из нержавеющей или оцинкованной стали.

Все стальные элементы, на которые монтируется конструкция – кронштейны, опорные узлы, анкерные пластины и т.д. – должны быть оцинкованы или прогрунтованны в несколько слоев. Так же для устранения прямого контакта алюминия и стали применяют паронитовые, резиновые, битумные прокладки.

Алюминиевый профиль и фурнитура не должны непосредственно соприкасаться с деревом, цементом, камнем, кирпичом, бетоном, и т. д., особенно в условиях повышенной влажности. Во избежание коррозии в этих случаях необходимо тщательно покрывать эти материалы битумом или другим изоляционным материалом, деревянные детали необходимо пропитывать лаком.

Рис.3. Пример оцинкованного кронштейна с нержавеющим крепежом

Заключение

Алюминий имеет высокую стойкость к коррозии, однако, при контакте с другими металлами или при воздействии электрического тока подвержен коррозии. Мерами по защите алюминиевых светопрозрачных конструкций от коррозии являются нанесение порошкового покрытия или анодирование, а так же использование нержавеющего или оцинкованного крепежа и элементов конструкции.

Примечание

Использованы материалы:

Вклад участников

Грибов Сергей

Мой вклад в развитие этой Вики можно посмотреть здесь

Защита от коррозии соединений алюминиевых строительных конструкций

1. Введение

Алюминиевые сплавы имеют довольно высокое естественное сопротивление коррозии благодаря защитной оксидной пленке, которая самопроизвольно образуется на поверхности свежего алюминия сразу после его контакта с воздухом. Поэтому в сельских районах и умеренно загрязненных городских условиях для большинства алюминиевых сплавов не требуется никакой специальной защиты от коррозии.      

При более жестких коррозионных условиях, например, в прибрежных и сильно загрязненных промышленных районах, как правило, необходимо применять специальные меры, чтобы избежать коррозии, как самих алюминиевых элементов, так и крепежных изделий, которые применяются в соединениях.

При оценке необходимости принятия тех или иных мер по защите алюминиевых элементов конструкций от коррозии принимают во внимание следующие основные виды коррозии:

  • коррозия открытой поверхности алюминиевой детали или изделия в целом;
  • гальваническая (контактная) коррозия, которая возникает при контакте различных металлических материалов, в том числе, в соединениях конструкций;
  • щелевая коррозия, которая возникает в щелях, которые образуются в контактах соединений элементов конструкций. 
  • коррозия от контактов с неметаллическими строительными материалами.

Защита алюминиевых конструкций от общей коррозии рассмотрена в части 1.    

Ниже будет рассмотрена защита материалов от гальванической и щелевой коррозии в местах соединений алюминиевых конструкций (часть 2). 

См. также часть 3 – Защита алюминия в контакте с неметаллическими строительными материалами. 

2. Особенности коррозии в соединениях конструкций

При проектировании алюминиевых конструкций необходимо обратить внимание на контактирующие поверхности, которые образуют узкие щели и контакт алюминия с некоторыми металлами или шайбами из некоторых металлов, которые могут быть причиной электрохимического воздействия на алюминий. Именно такие условия возникают в соединениях конструкций. Контактные поверхности и соединения алюминия с алюминием или с другими металлами и контактные поверхности в болтовых и заклепочных соединениях должны быть подвергнуты дополнительной защите от коррозии в дополнение к той защите, которая предусмотрена для противодействия общей коррозии алюминиевых деталей конструкций.

3. Классификация условий эксплуатации

По отношению к защите от коррозии соединений алюминиевых конструкций условия окружающей среды подразделяются на следующие девять категорий атмосферы (таблица D.2 в [1]):  

  • сельская, сухая незагрязненная;
  • сельская, умеренно загрязненная;
  • промышленная городская, умеренно загрязненная;
  • промышленная/городская, сильно загрязненная;
  • морская, непромышленная;
  • морская, умеренно загрязненная;
  • морская, сильно загрязненная;
  • погружение в пресную воду;
  • погружение в морскую воду.

4. Материалы в соединениях алюминиевых конструкций по Еврокоду 9

В таблице D.2 Еврокода 9 представлены рекомендации по защите от коррозии материалов в контакте друг с другом в соединениях алюминиевых конструкций.

Материалы в контакте:

  • алюминий с алюминием;
  • алюминий с нержавеющей сталью;
  • алюминий с оцинкованной сталью.

Материалы крепежа в соединениях:

  • алюминиевые сплавы;
  • нержавеющая сталь;
  • оцинкованная сталь.

Ниже для ясности рассмотрим только самый распространенный случай соединений в алюминиевых конструкциях – соединение «алюминий-алюминий» с применением крепежа из алюминиевых сплавов, нержавеющей стали и оцинкованной стали. 

5. Защита от коррозии контактных поверхностей в соединении «алюминий-алюминий»

1) Условия эксплуатации, атмосфера:

  • сельская, сухая незагрязненная;
  • сельская, умеренно загрязненная.

Степень защиты 0:

  • не требуется никакой защиты от коррозии.

2) Условия эксплуатации, атмосфера:

  • промышленная городская, умеренно загрязненная;
  • морская, непромышленная;
  • морская, умеренно загрязненная.

Степень защиты 0/Х:

  • защита от коррозии может потребоваться для соединений, которые могут накапливать грязь и влагу.

3)  Условия эксплуатации, атмосфера:

  • промышленная/городская, сильно загрязненная;
  • морская, сильно загрязненная;
  • погружение в пресную воду; 
  • погружение в морскую воду. 

Степень защиты Х

  • Между контактными поверхностями не должно быть никаких щелей, в которые может проникать вода.
  • Обе контактные поверхности, включая отверстия под болты и заклепки, должны иметь покрытие из грунтовки или герметика, которое выходит за пределы контакта. 
  • Контактные поверхности должны быть сомкнуты пока защитное покрытие еще влажное.

6. Защита от коррозии крепежа в соединениях «алюминий-алюминий»

6.1. Алюминиевый и нержавеющий крепеж

1) Условия эксплуатации, атмосфера

  • сельская, сухая незагрязненная;
  • сельская, умеренно загрязненная;
  • промышленная городская, умеренно загрязненная.

Защитная обработка 0:

  • Не требуется никакой дополнительной защиты.

2) Условия эксплуатации, атмосфера:

  • промышленная/городская, сильно загрязненная;
  • морская, непромышленная;
  • морская, умеренно загрязненная;
  • морская, сильно загрязненная;
  • погружение в пресную воду;
  • погружение в морскую воду.

Защитная обработка 1:                     

  • Между головками болтов, гаек и всеми крепежными изделиями должны быть установлены инертные шайбы или специальные составы для предотвращения проникновения влаги между соединяемыми компонентами и крепежными изделиями.

6.2. Крепеж из оцинкованной стали

1) Условия эксплуатации:

  • сельская, сухая незагрязненная .

Защитная обработка 0:

  • Не требуется никакой дополнительной защиты.

2) Условия эксплуатации:

  • сельская, умеренно загрязненная.

Защитная обработка 2:

  • Если металлы в соединении не имеют защитного покрытия, то головки болтов, гайки и заклепки, а также поверхность вокруг них должны быть защищены хотя бы одним слоем грунтовки. Все щели в соединении должны быть загерметизированы.  

3) Условия эксплуатации, атмосфера:

  • промышленная городская, умеренно загрязненная;
  • промышленная/городская, сильно загрязненная;
  • морская, непромышленная;
  • морская, умеренно загрязненная;
  • морская, сильно загрязненная;
  • погружение в пресную воду;
  • погружение в морскую воду.

 Защитные обработки 1 и 2:                         

  • Между головками болтов, гаек и всеми крепежными изделиями должны быть установлены инертные шайбы или специальные составы для предотвращения проникновения влаги между соединяемыми компонентами и крепежными изделиями.
  • Если металлы в соединении не имеют защитного покрытия, то головки болтов, гайки и заклепки, а также поверхность вокруг них должны быть защищены хотя бы одним слоем грунтовки. Все щели должны быть загерметизированы

7. Заключение

1) Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях сельской атмосферы, незагрязненной и умеренно загрязненной, не требуют защиты от коррозии.

2) Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях умеренно загрязненных промышленной городской и морской атмосфер могут потребовать защиты от коррозии, если эти соединения накапливают грязь и влагу.

3) Контактные поверхности в соединении «алюминий-алюминий» в условиях сильно загрязненных промышленной городской и морской атмосфер требуют обязательной защиты от коррозии. 

4) Алюминиевый и нержавеющий крепеж в соединениях «алюминий-алюминий» в условиях эксплуатации сельской и умеренно загрязненной промышленной атмосферах не требует никакой дополнительной защиты от коррозии.

5) Алюминиевый и нержавеющий крепеж в соединениях «алюминий-алюминий» в условиях эксплуатации от сильнозагрязненной промышленной атмосферы до погружения в морскую воду требует обязательной защитной обработки. Эта обработка заключается в том, что между головками болтов, гаек и всеми крепежными изделиями устанавливают инертные шайбы или специальные составы для предотвращения проникновения влаги между соединяемыми металлами и крепежными изделиями.

6) Крепеж из оцинкованной стали в соединениях «алюминий-алюминий»:

  • не требует защиты от коррозии только в условиях сухой сельской атмосферы;
  • уже в условиях умеренно загрязненной сельской атмосферы требует защиты от коррозии в виде грунтовки или окраски;
  • в условиях эксплуатации от умеренно загрязненной промышленной городской атмосферы до погружения в морскую воду требует максимальной защиты от коррозии по обработкам 1 и 2. 

Источник:

1. EN 1999-1-1 (Еврокод 9) 

Коррозия алюминия: виды, особенности, методы защиты

Алюминий – это материал, без дополнительной защиты и соблюдения правил использования склонный к появлению коррозии. Процесс приводит к его разрушению, вызывает сильную порчу изделий, непригодность к дальнейшей эксплуатации.

Чтобы понять методы защиты, рассмотрим виды коррозии алюминия, особенности ее протекания и катализаторы в зависимости от типа среды. Также затронем факторы дополнительной защиты от внешнего негативного воздействия.

Виды коррозии алюминия

В зависимости от среды, в которой находится материал и дополнительных внешних рисков, может отличаться характер протекания коррозии и ее основные характеристики, степень негативного воздействия на материал.

Далее будут приведены основные виды повреждений.

Общая коррозия (сплошная)

Легко опознать по типу протекания – на материале появляется большое количество небольших точек-язв. Постепенно алюминиевый лист становится тоньше, сильно уменьшается его прочность.

При этом истончение с течением времени протекает равномерно без концентрации в конкретном участке.

Сплошная коррозия характерна для изделий, помещенных в кислотные и щелочные среды. В них происходит смывание оксидной пленки с поверхности, поражение прогрессирует и распространяется по металлу все дальше и дальше.

В зависимости от типа сплава, стойкость материала к общей коррозии сильно отличается. Если в составе содержится мало меди, менее 0,10%, то такое алюминиевое изделие будет стойким к угрозам разрушения.

Когда меди более 0,5%, выбирать область использования алюминия нужно будет уже более осторожно. Не допускается эксплуатация без защитного покрытия и там, где попадание веществ извне может привести к созданию на поверхности сильнокислотной или щелочной среды.

Контактная коррозия

Коррозия алюминия на воздухе и других средах может часто проявляться в контактном виде. Этот вариант также распространен под названием гальванического.

Чтобы такой процесс запустился, в непосредственной близости друг от друга должны находиться металлы.

При этом, появляется электрический мостик – этого достаточно чтобы алюминий начал медленно портиться.

Вероятность создания катодно-анодной связи во многом зависит от того, с какими металлами ведется работа. Причиной появления гальванических поражений становится отказ учитывать особенности материалов при проектировании различных сооружений.

Во многом интенсивность распространения и сам риск появления такого поражения зависят от среды, уровня влажности, загрязненности атмосферы. Так, если воздух сухой, в нем нет посторонних примесей, вероятность развития становится значительно меньше.

На практике не рекомендуется использовать алюминий вместе с оцинкованной сталью. Потенциально это может создать большой риск появления гальванической коррозии.

Щелевая коррозия

Один из видов повреждений, характеризующийся локальным появлением. Возникает из-за того, что в щелях и углублениях часто скапливаются продукты окисления, происходит контакт между двумя металлами.

От такого поражения часто страдают детали с большим количеством выемок, заклепок, болтов. В зону риска попадают и сварные швы. Если вы используете металлоконструкцию на открытом воздухе, стоит периодически прочищать все места, где могут скапливаться грязь, песок, продукты горения и другие посторонние соединения.

Проблема может появиться даже при перевозке большого количества деталей из алюминия. В таком случае, профиль будет страдать поверхностным поражением.

Особенно велик риск в том случае, если груз во время перевозки сильно намокает, попадает под дождь, возникает конденсат. Все перечисленное актуально и для хранения алюминиевых деталей, потому лучше всего складывать их в крытом, сухом помещении, где нет риска намокания.

Нитевидная коррозия

Часто алюминиевые изделия окрашиваются, чтобы увеличить уровень защиты от коррозии и не допустить контакта с катализаторами окисления.

Но если нанести лакокрасочное покрытие с нарушениями, не зачистить поверхность материала, оставить на нем дефекты, велик риск возникновения нитевидной коррозии.

Скорость коррозии алюминия в таком случае будет достаточно высокой. Сама она проявляется в появлении на металле продольных полос, толщина которых составляет не более 0,5 мм.

Коррозия под напряжением

По сравнению с другими описанными случаями, такая проблема встречается не так часто. Но ее опасность в том, что могут быть поражены даже высокопрочные сплавы.

Причина – длительное использование алюминия под сильной нагрузкой, которая в ряде случаев может превышать предельно допустимые значения.

Если проблему не пресечь, на металле появятся трещины, он постепенно потеряет свою прочность, срок эксплуатации значительно сократится.

Межкристаллическая коррозия

Если рассмотреть алюминий под микроскопом, можно заметить его зернистую структуру. При таком варианте поражения, ржавчина начинает появляться на границе таких зерен.

Это не слишком распространенный тип повреждений. Чаще всего он встречается, когда в сплав попадает большое количество кремния и структура постепенно начинает меняться.

Подповерхностная коррозия

Еще один тип проблемы сплавов с высокой прочностью. В этом случае металл оказывается поражен в подповерхностном слое. Может произойти отслоение, возникнут иные проблемы. Использовать даже такое изделие будет уже нельзя.

Особенности влияния среды на состояние алюминия

Стойкость алюминия к коррозии во многом зависит от того, в какой среде используется материал. Внешние условия оказывают значительное влияние на качество сплава. Рассмотрим основные факторы и варианты агрессивных сред.

Воздух

Вариант защиты алюминия от коррозии будет отличаться в зависимости от того, в какой среде он используется. Есть несколько основных факторов, влияющих на вероятность возникновения проблемы и потенциальную скорость ее прогрессирования:

  • Уровень влажности среды. Материал может спокойно переносить периодическое намокание в том случае, если общий уровень влажности в остальное время будет в норме. Если же степень составляет 80% и более, риск ржавения значительно усиливается.
  • Состав атмосферы. Чем больше примесей есть в воздухе, тем быстрее начинает ржаветь цветмет. Особенно опасным является повышенная концентрация сульфатов – это часто наблюдается в промышленных зонах. Также скорость распространения коррозии усиливается когда в воздухе распылены хлориды, потому обостряться ситуация может в прибрежных территориях.
  • Количество электролита на поверхности. В случае, если материал сильно намокает и долго находится в таком положении, велик риск что он начнет ржаветь.

Почва

Грунт представляет угрозу для любого металла. Есть несколько факторов, которые могут усугубить такую проблему:

  • Высокий уровень рН.
  • Сильная электропроводимость.
  • Степень влажности.
  • Наличие микроорганизмов, производящих сероводород.
  • Однородность грунта и количества воздуха в нем.

Если в почве есть блуждающие токи, она неоднородна, присутствует большое количество кислорода, опасность возрастает.

Вода

Коррозия алюминия в воде начинается в том случае, если химический состав оказывается катализатором. Среди основных катализаторов:

  • Большое процентное содержание хлоридов.
  • Высокая концентрация тяжелых металлов.
  • Содержание магния в сплаве более 2,5%.
  • Добавление меди в сплав.

Алюминиевые изделия могут применяться в разных условиях, как в пресной, так и в морской воде. Главное – обратить внимание на состав сплава и исключить нахождение рядом элементов из нержавеющей или оцинкованной стали.

Щелочь

Коррозия алюминия в кислой среде, в местах с высоким содержанием щелочей очень распространена.

Потому нужно проявлять особое внимание в случае использования таких конструкций на стройках, там, где есть риск разбрызгивания строительных растворов.

В частности, очень высоким содержанием щелочи обычно отличается бетон.

Методы защиты материалов от коррозии

Алюминий относится к типу сплавов, которые хорошо переносят опасность появления коррозии в разных условиях – в почве, на открытом воздухе, при контакте с водой.

Три рекомендации, помогающие значительно увеличить степень защищенности материала:

  • Учет особенностей сплава и области использования. В зависимости от типа среды разные элементы в сплаве могут выступать как дополнительные катализаторы коррозии. Так повышенное содержание меди может увеличить риск проблем при контакте с морской водой.
  • Исключение неблагоприятного соседства. В частности, не стоит использовать рядом изделия, материалы которых могут создавать с алюминием катодно-анодные связи.
  • Нанесение специальных покрытий. Они не допускают контакта между основным сплавом и факторами провоцирующими возникновение ржавчины. Используются различные мастики, порошковые, анодно-оксидные покрытия. Важно также учитывать условия их нанесения и правильно готовить поверхность для наращивания степени адгезии.

В случае если проблема все-таки возникнет, можно будет решить вопрос как удалить коррозию с алюминия.

Для этой цели применяется механическая очистка, специальные составы-ингибиторы, которые могут значительно увеличить степень защищенности и не допустить дальнейшего распространения повреждений.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

Как защитить алюминий от коррозии и окисления — все способы

Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.

Блок: 1/7 | Кол-во символов: 373
Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html

Виды коррозии

Окисляется алюминий в атмосфере быстро, но на небольшую глубину. Этому препятствует защитная окисная пленка. Окисление ускоряется выше температуры плавления алюминия. Если нарушается целостность оксидной пленки, алюминий начинает корродировать. Причинами истончения его защитного слоя могут стать различные факторы, начиная с воздействия кислот, щелочей и заканчивая механическим повреждением.

Коррозия алюминия – саморазрушение металла под воздействием окружающей среды. По механизму протекания выделяют:

  • Химическую коррозию – происходит в газовой среде без участия воды.

  • Электрохимическую коррозию – протекает во влажных средах.

  • Газовое разрушение – но сопровождает нагрев и горячую обработку алюминия. В результате взаимодействия кислорода с металлами возникает плотная окисная пленка. Вот почему алюминий не ржавеет, как и все цветные металлы.

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 931
Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html

Коррозионная стойкость алюминия

Окись алюминия создает защитный слой, толщина которого составляет 20—100Å, который химически инертен. Чистый алюминий, с поверхностью, очищенной от защитной пленки, реагирует с водой, выделяя при этом водород и создавая оксидную пленку на поверхности. Таким образом, при контакте с окислителями, поверхность алюминия пассивируется. По сути, кислород, содержащийся в воздухе или растворенный в воде, повышает коррозионную стойкость алюминия, которая, в свою очередь, в значительной степени зависит от содержания примесей других металлов. Известно, что при контакте двух металлов, в среде электролита, образуется гальваническая пара, где анодом становится более активный металл, а катодом — менее активный. В результате электрохимической реакции происходит разрушение структуры анода. Большая часть примесей (железо, свинец, медь и т.д.) играют по отношению к алюминию роль катода, способствуя его разрушению. По этой причине чистый алюминий имеет более высокую стойкость к коррозии, чем технический, который, в свою очередь, более стоек к коррозии, чем сплавы алюминия с другими металлами. Так же стойкость алюминия к коррозии зависит от характеристик внешней среды и от реакций, вызываемых этой средой.

Рис.2. Механизм образования оксидной пленки на алюминии

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1294
Источник: https://www.wikipro.ru/wiki/zashchita-alyuminievyh-konstrukcij-ot-korrozii/

Окрашивание алюминиевой продукции

Большую часть производимых изделий предохраняют нанесением слоя красящих веществ. Если красители растворены, то крашение называют мокрым. Если красители сухие, процедуру часто называют порошковым окрашиванием.

Мокрое окрашивание

Нанесение лакокрасочных слоёв возможно после защиты алюминия пассивирующим грунтом, в состав которых входят соединений цинка, стронция. Грунт наносят в две стадии на скрупулезно подготовленную металлическую основу. После полного испарения растворителя из грунтовочной смеси поверхность покрывают изолирующим внешним слоем масляного или глифталевого лака. Существуют функциональные лакокрасочные составы, защищающие от химических реагентов, от бензина, масел. Для получения цветных декоративных конструкций используют молотковые лаки. При некоторых технологиях защиты наносят бакелитовый лак под давлением, чтобы гарантированно заполнить все микропоры. Выбор покрытия обусловлен будущими условиями эксплуатации. Технология нанесения постоянно совершенствуется.

Порошковое окрашивание

Для использования этого метода металл также нужно очистить от слоя жира, других включений. Подготовку проводят погружением в щелочные, слабощелочные (почти нейтральные), кислотные растворы. Для повышения эффективности очистки иногда добавляют смачиватели.

Следующей стадией подготовки некоторых алюминиевых конструкций является формирование конверсионного слоя обработкой хроматными, фосфатными составами. Иногда используют циркониевые, титановые соединения. Необходимость этого этапа определяется специфическими особенностями изделия. Это вопрос компетенции технологов. Выполнение каждого этапа обработки чередуется с обязательным промыванием и сушкой материала.

Затем наносят полимер, выполняющий защитную функцию. Широко используют полиэфиры. Они образуют плотный слой, стойкий к химическому, механическому, термическому воздействию. Покрытия из полимеризованного уретана обладают большей твердостью. Применяют также эпоксидные, полиэфирно-эпоксидные, акриловые порошки – краски. Они формируют поверхность любого заданного цвета, структуры, способностью отражать световые лучи. Красящий порошок наносят электростатическим или трибостатическим методом.

Электростатически частицы пигмента в воздухе (флюиды) заряжают действием электродов. Трибостатически крупинки краски заряжаются благодаря силе трения, продуцируемой специальным пистолетом. Процесс реализуют в камерах. Неиспользованный порошок собирается, возвращается в исходное место. Стадия завершается полимеризацией при высокой температуре.

Оба вида окрашивания алюминия позволяют получать цвета, соответствующие международным стандартам. Некоторые производственные требования обуславливают необходимость последовательного сочетания двух методов: анодного оксидирования и окрашивания. Количество, суть используемых методов определяются специалистами.

Нивелирование влияния соседствующих материалов

Стимулировать коррозию алюминия могут металлы, материалы, находящиеся рядом. Для предотвращения этого эффекта рядом с алюминиевыми конструкциями позволительно нахождение только нержавеющей или оцинкованной стали. Могут предотвратить контакт прокладки из резины, паронита, битума. Алюминиевые конструкции не должны соприкасаться с бетоном, кирпичом, камнем, деревом. Для защиты рекомендован лак, любые другие изолирующие материалы.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3418
Источник: http://www.technoflax.com/kak-zashhitit-alyuminij-ot-korrozii-i-okisleniya-vse-sposoby.html

Проявление коррозии алюминия

Выделяют следующие виды коррозии алюминия и его сплавов:

  • Поверхностная – наиболее распространенная, приносит наименьший вред, легко заметна и быстро поддается устранению.
  • Локальная – разрушения наблюдаются в виде углублений и пятен. Опасный вид коррозии в силу своей незаметности. Встречается в труднодоступных частях и узлах металлических конструкций.
  • Нитеподобная, филигрань – наблюдается под покрытиями из органики, на ослабленных местах поверхности.

Любой из видов коррозии конструкций из алюминия является причиной разрушения.

Это сокращает срок эксплуатации изделий. В гальванической паре алюминий может корродировать, при этом он защищает другой металл.

Естественных антикоррозийных свойств алюминия и его сплавов недостаточно. Поэтому механизмы, агрегаты, конструкции и изделия из металла нуждаются в дополнительной защите.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 862
Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html

Заключение

Алюминий имеет высокую стойкость к коррозии, однако, при контакте с другими металлами или при воздействии электрического тока подвержен коррозии. Мерами по защите алюминиевых светопрозрачных конструкций от коррозии являются нанесение порошкового покрытия или анодирование, а так же использование нержавеющего или оцинкованного крепежа и элементов конструкции.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 372
Источник: https://www.wikipro.ru/wiki/zashchita-alyuminievyh-konstrukcij-ot-korrozii/

Оксидирование алюминия

Оксидирование алюминия протекает при постоянном токе под напряжением 250 В. Наращивание защитной пленки происходит при комнатной температуре с водяным охлаждением. Не требуется импульсного источника. Пленки получаются плотными и прочными в течение 45-60 минут.

На плотность и цвет оксидного покрытия влияет температура электролита:

  • пониженная температура образует плотную пленку яркого цвета;
  • повышенная – формирует рыхлую пленку, требующую дальнейшей окраски.

Образовать защиту алюминия от коррозии можно электрохимической реакцией. Процесс разделен на несколько этапов:

1. На стадии подготовки алюминиевое изделие обезжиривают, погружая его в раствор щавелевой кислоты.

2. После промывания водой опускают в щелочной раствор, чтобы удалить неравномерно образовавшийся оксидный слой.

3. Для дополнительной окраски алюминиевые изделия погружают в соответствующие растворы солей. Чтобы заполнить образовавшиеся поры, металлический материал обрабатывают паром.

4. Затем изделие подвергают сушке. Анодное оксидирование может проводиться с применением переменного тока.

Для защиты от коррозии применяют химическое оксидирование – менее затратное, не требующее специального электрического оборудования и квалификации исполнителей. Используется несложный химический состав.

В процессе алюминирования полученная оксидная пленка толщиной в 3 мкм имеет салатный цвет, обладает высокими электроизоляционными свойствами, не пориста, не окрашивается.

Коррозия алюминия возникает вследствие находящихся рядом металлов, которые окислились. Предотвращению этот процесса способствует изоляция. Это могут быть прокладки из резины, битума, паронита. При покрытии ржавчиной применяются лак и другие изолирующие материалы. Других способов избавиться от этой проблемы пока нет.

Три способа удалить окисную плёнку с поверхности алюминия (1 видео)

Материалы для обработки алюминия (22 фото)

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 1952
Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html

Способы борьбы с коррозией

Защита от коррозии производится несколькими способами:

  • Механическое лакокрасочное защитное покрытие.
  • Электрохимическая защита – покрытие более активными металлами;
  • Покрытие алюминия порошковыми составами, так называемый процесс аллюминирования;
  • Высоковольтное анодирование;
  • Химическое оксидирование;
  • Применение ингибиторов коррозии.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 361
Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html

Механическое покрытие

Как защитить алюминий от коррозии? Чаще всего применяют механический способ – нанесение слоя краски.

Покройте краской изделие и вы убедитесь в действенности этого способа. Окрашивание бывает мокрым и сухим, или порошковым. Эти технологии усовершенствуются. При мокром окрашивании лакокрасочные слои наносят после защиты алюминия составом, содержащим соединения цинка и стронция. Металлическую основу тщательно подготавливают: защищают, шлифуют, сушат. Грунт наносят поэтапно.

Когда растворитель из грунтовочной смеси полностью исчезнет, поверхность можно покрывать изолирующим составом: масляным или глифталиевым лаком.

Специальные составы помогают остановить коррозию и защищают алюминиевые конструкции от химикатов, бензина, различного вида масел. Выбор покрытия зависит от условий последующей эксплуатации металлического изделия:

  • молотковые – применяют для получения конструкций различных цветовых оттенков, используемых в декоре;
  • бакелитовые – наносят под высоким давлением, заполняя микротрещины и поры.

Порошковое окрашивание требует тщательной очистки поверхности от жира и различных отложений. Это достигается погружением в щелочные или кислотные растворы с добавлением смачивателей. Далее на алюминиевые конструкции наносится слой хроматных, фосфатных, циркониевых или титановых соединений. После этого он не будет окисляться.

После просушки материала на окислившийся участок наносят защитный полимер. Чаще всего используются полиэфиры, стойкие к механическому, химическому и термическому воздействию. Применяют полимеризованный уретан, эпоксидные и акриловые порошки.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 1603
Источник: https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 11166
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. https://GidPoKraske.ru/spetsialnye-materialy/rzhavlenie/korroziya-alyuminiya.html: использовано 6 блоков из 7, кол-во символов 6082 (54%)
  2. https://www.wikipro.ru/wiki/zashchita-alyuminievyh-konstrukcij-ot-korrozii/: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 1666 (15%)
  3. http://www.technoflax.com/kak-zashhitit-alyuminij-ot-korrozii-i-okisleniya-vse-sposoby.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 3418 (31%)

Защита алюминиевых конструкций от коррозии

Алюминий в обычных атмосферных условиях быстро окисляется, покрываясь защитной окисной пленкой, которая препятствует дальнейшему проникновению кислорода, в результате чего металл приобретает противокоррозионную стойкость. Значительно меньшую стойкость имеют алюминиевые сплавы, они должны быть защищены от коррозии.

В настоящее время известно несколько видов защиты алюминиевых сплавов от коррозии: плакирование, анодное или химическое оксидирование, покрытие лаками, полирование и глянцевание, окраска лаками.

Плакирование производится путем горячей прокатки листов из алюминиевых сплавов совместно со слоями чистого алюминия, расположенными по обеим поверхностям листов. Плакирующий слой размером 2—5% толщины основного металла защищает сердцевину листового проката от коррозии благодаря высокой противокоррозионной стойкости чистого алюминия. Прочность металла плакировочных слоев значительно меньше, чем металла сердцевины, в связи с чем для конструкций из плакированного металла расчетные сопротивления снижаются на 10%.

Анодное оксидирование (анодирование) является основным способом защиты алюминиевых сплавов от коррозии за счет покрытия искусственным слоем твердой окиси алюминия (анодной пленкой).

Анодная пленка обладает высокой прочностью и твердостью, превышающей твердость инструментальной стали, высокой жаростойкостью и хорошими изоляционными свойствами, большой пористостью и хорошим сцеплением с металлом, благодаря чему является хорошей основой для лакокрасочных покрытий.

Анодное оксидирование состоит из следующих операций: подготовки к оксидированию, оксидирования и обработки после оксидирования. Подготовительные операции к оксидированию включают в себя обезжиривание или травление, осветление в азотной кислоте. После каждой операции травления и осветления производится промывка в теплой и холодной проточной воде.

Детали с тонкой плакировкой (до 0,8 мм) обезжириваются в органических растворителях (бензин БА-70, уайт-спирит, ацетон, авиационная смывка), не подвергаясь травлению.

Анодное оксидирование производят в водных растворах серной или хромовой кислоты. Чаще всего применяют сернокислотный метод, так как хромовокислотный метод более дорогой, требует большого расхода электроэнергии, вреден для здоровья людей, а хромовый ангидрид, используемый для этого метода, является дефицитным. Анодирование производят погружением изделий в вертикальном положении в ванны с водным раствором серной или хромовой кислоты, С внутренней стороны ванны на стенках или на дне укладывают свинцовые листы, являющиеся катодами. Деталь, соединенная с положительным полюсом источника тока, является анодом. Для окрашивания деталей в красный, синий, зеленый, черный и другие цвета в ванну наливают соответствующие красители. Заключительные операции после оксидирования состоят из промывки деталей в холодной и горячей воде для удаления остатков кислоты, уплотнения пленки горячей водой за счет увеличения объема пленки и уменьшения пор при нагревании и сушки до полного высыхания.

При химическом оксидировании создается окисная пленка более тонкая, с меньшими защитными свойствами, чем при анодном оксидировании. Химическое оксидирование применяется для защиты алюминиевых сплавов, не содержащих меди и не подверженных при эксплуатации активному воздействию коррозионной среды.

Химическое оксидирование заключается в выдерживании изделия в водных растворах хромового ангидрида и фторосиликата натрия, а также других составах, в процессе которого изделие покрывается пленкой.

Для химического оксидирования применяются те же операции по расконсервации, травлению, осветлению, промывке и т. д., что и при анодном оксидировании.

Коррозия алюминия и способы борьбы с ней (+22 фото)

Алюминий – широко распространенный в промышленности и быту металл. Окисление алюминия на воздухе не происходит. Его инертность обусловлена тонкой оксидной пленкой, защищающей его. Однако под влиянием определенных факторов из окружающей среды этот метал все же подвергается разрушительным процессам, и коррозия алюминия — не такое уж и редкое явление.

Виды коррозии

Окисляется алюминий в атмосфере быстро, но на небольшую глубину. Этому препятствует защитная окисная пленка. Окисление ускоряется выше температуры плавления алюминия. Если нарушается целостность оксидной пленки, алюминий начинает корродировать. Причинами истончения его защитного слоя могут стать различные факторы, начиная с воздействия кислот, щелочей и заканчивая механическим повреждением.

Коррозия алюминия – саморазрушение металла под воздействием окружающей среды. По механизму протекания выделяют:

  • Химическую коррозию – происходит в газовой среде без участия воды.

  • Электрохимическую коррозию – протекает во влажных средах.

  • Газовое разрушение – но сопровождает нагрев и горячую обработку алюминия. В результате взаимодействия кислорода с металлами возникает плотная окисная пленка. Вот почему алюминий не ржавеет, как и все цветные металлы.

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Причины коррозии алюминия

Коррозионная стойкость алюминия зависит от нескольких факторов:

  • чистоты – наличия примесей в металле;
  • воздействующей среды – алюминий может одинаково подвергаться разрушению и на чистом сельском воздухе и в промышленно загрязненных районах;
  • температуры.

Во многих случаях малоконцентрированные кислоты могут растворить алюминий. От возникновения коррозии не защищает естественная окисная пленка.

Мощные разрушители – фтор, калий, натрий. Алюминий и его сплавы корродируют при воздействии химических соединений брома и хлора, растворов извести и цемента.

Коррозия алюминия и его сплавов происходит в воде, воздухе, оксидах углерода и серы, растворах солей. Морская вода приводит к ускоренному разрушению. Алюминий считается активным металлом, но при этом отличается хорошими коррозионными свойствами.

Выделяют два основных фактора, которые влияют на интенсивность коррозийного процесса:

  • степень агрессивности воздействующей окружающей среды – влажность, загрязненность, задымленность;
  • химическая структура.

Алюминий не подвергается коррозии в чистой воде. Не влияют на защитную оксидную пленку нагревание и пар.

Проявление коррозии алюминия

Выделяют следующие виды коррозии алюминия и его сплавов:

  • Поверхностная – наиболее распространенная, приносит наименьший вред, легко заметна и быстро поддается устранению.
  • Локальная – разрушения наблюдаются в виде углублений и пятен. Опасный вид коррозии в силу своей незаметности. Встречается в труднодоступных частях и узлах металлических конструкций.
  • Нитеподобная, филигрань – наблюдается под покрытиями из органики, на ослабленных местах поверхности.

Любой из видов коррозии конструкций из алюминия является причиной разрушения.

Это сокращает срок эксплуатации изделий. В гальванической паре алюминий может корродировать, при этом он защищает другой металл.

Естественных антикоррозийных свойств алюминия и его сплавов недостаточно. Поэтому механизмы, агрегаты, конструкции и изделия из металла нуждаются в дополнительной защите.

Способы борьбы с коррозией

Защита от коррозии производится несколькими способами:

  • Механическое лакокрасочное защитное покрытие.
  • Электрохимическая защита – покрытие более активными металлами;
  • Покрытие алюминия порошковыми составами, так называемый процесс аллюминирования;
  • Высоковольтное анодирование;
  • Химическое оксидирование;
  • Применение ингибиторов коррозии.

Механическое покрытие

Как защитить алюминий от коррозии? Чаще всего применяют механический способ – нанесение слоя краски.

Покройте краской изделие и вы убедитесь в действенности этого способа. Окрашивание бывает мокрым и сухим, или порошковым. Эти технологии усовершенствуются. При мокром окрашивании лакокрасочные слои наносят после защиты алюминия составом, содержащим соединения цинка и стронция. Металлическую основу тщательно подготавливают: защищают, шлифуют, сушат. Грунт наносят поэтапно.

Когда растворитель из грунтовочной смеси полностью исчезнет, поверхность можно покрывать изолирующим составом: масляным или глифталиевым лаком.

Специальные составы помогают остановить коррозию и защищают алюминиевые конструкции от химикатов, бензина, различного вида масел. Выбор покрытия зависит от условий последующей эксплуатации металлического изделия:

  • молотковые – применяют для получения конструкций различных цветовых оттенков, используемых в декоре;
  • бакелитовые – наносят под высоким давлением, заполняя микротрещины и поры.

Порошковое окрашивание требует тщательной очистки поверхности от жира и различных отложений. Это достигается погружением в щелочные или кислотные растворы с добавлением смачивателей. Далее на алюминиевые конструкции наносится слой хроматных, фосфатных, циркониевых или титановых соединений. После этого он не будет окисляться.

После просушки материала на окислившийся участок наносят защитный полимер. Чаще всего используются полиэфиры, стойкие к механическому, химическому и термическому воздействию. Применяют полимеризованный уретан, эпоксидные и акриловые порошки.

Оксидирование алюминия

Оксидирование алюминия протекает при постоянном токе под напряжением 250 В. Наращивание защитной пленки происходит при комнатной температуре с водяным охлаждением. Не требуется импульсного источника. Пленки получаются плотными и прочными в течение 45-60 минут.

На плотность и цвет оксидного покрытия влияет температура электролита:

  • пониженная температура образует плотную пленку яркого цвета;
  • повышенная – формирует рыхлую пленку, требующую дальнейшей окраски.

Образовать защиту алюминия от коррозии можно электрохимической реакцией. Процесс разделен на несколько этапов:

1. На стадии подготовки алюминиевое изделие обезжиривают, погружая его в раствор щавелевой кислоты.

2. После промывания водой опускают в щелочной раствор, чтобы удалить неравномерно образовавшийся оксидный слой.

3. Для дополнительной окраски алюминиевые изделия погружают в соответствующие растворы солей. Чтобы заполнить образовавшиеся поры, металлический материал обрабатывают паром.

4. Затем изделие подвергают сушке. Анодное оксидирование может проводиться с применением переменного тока.

Для защиты от коррозии применяют химическое оксидирование – менее затратное, не требующее специального электрического оборудования и квалификации исполнителей. Используется несложный химический состав.

В процессе алюминирования полученная оксидная пленка толщиной в 3 мкм имеет салатный цвет, обладает высокими электроизоляционными свойствами, не пориста, не окрашивается.

Коррозия алюминия возникает вследствие находящихся рядом металлов, которые окислились. Предотвращению этот процесса способствует изоляция. Это могут быть прокладки из резины, битума, паронита. При покрытии ржавчиной применяются лак и другие изолирующие материалы. Других способов избавиться от этой проблемы пока нет.

Три способа удалить окисную плёнку с поверхности алюминия (1 видео)

Материалы для обработки алюминия (22 фото)

Как защитить алюминий от коррозии

Алюминий, на долю которого приходится около 8% всех элементов земной коры, является обычным металлом, который используется для производства различных продуктов. Вы можете найти алюминий в автомобилях, самолетах, кровельных материалах, трансформаторах, проводниках, гайках, болтах, кухонной технике и многом другом. Его часто предпочитают другим металлам из-за сочетания прочности, устойчивости к ржавчине, небольшого веса и пластичности. Но если вы собираетесь инвестировать в алюминиевый продукт, вы должны принять меры для защиты его от коррозии.

Корродирует ли алюминий? Что вызывает окисление алюминия?

Алюминий устойчив к ржавчине, что означает, что он не разлагается из-за окисления, вызванного железом и кислородом. Ржавчина встречается только в железе и других металлах, содержащих железо. Например, сталь подвержена ржавчине, поскольку содержит железо. Если это не специальная нержавеющая сталь, например нержавеющая сталь, на ней образуются чешуйки медного цвета, известные как ржавчина. Однако алюминий не содержит железа, поэтому он естественным образом защищен от ржавчины.

Даже не смотря на то, что алюминий не ржавеет, он все же подвержен коррозии. Некоторые люди считают, что ржавчина и коррозия – это одно и то же, но это не всегда так. Коррозия относится к химическому разложению металла, вызванному элементами окружающей среды. Для сравнения, ржавчина относится к определенному типу коррозии, при которой железо окисляется под воздействием кислорода. Опять же, алюминий может вызвать коррозию, но не ржавчину. Без железа алюминий полностью защищен от ржавчины.

Как защитить алюминий от коррозии

Когда алюминий начинает разъедать, он становится слабее. Подобно ржавчине, коррозия разъедает соответствующий металл. Это не быстрый процесс. Скорее, коррозия алюминиевого изделия может занять недели, месяцы или даже годы. Однако по прошествии некоторого времени в алюминиевых изделиях могут образоваться большие дыры из-за коррозии. Вот почему так важно предохранять алюминий от коррозии.

Один из способов защитить алюминий от коррозии – хранить его в помещении с контролируемым климатом.Коррозия – это результат воздействия факторов окружающей среды, например, влаги, запускающих химическую реакцию в алюминии. По возможности храните алюминиевый продукт или изделия в среде с контролируемым климатом, где они не подвергаются воздействию дождя, влажности или других природных факторов.

Вы также можете иметь прозрачное алюминиевое покрытие для защиты от коррозии. Прозрачное покрытие подразумевает нанесение защитного слоя на поверхность алюминия. Некоторые алюминиевые изделия имеют невидимый прозрачный слой покрытия, защищающий металл от воздействия окружающей среды.После нанесения сам алюминий никогда не подвергается воздействию окружающей среды, что защищает его от коррозии.

Лето

Хотя алюминий естественно защищен от ржавчины, из-за элементов окружающей среды коррозия все же может происходить из-за химического разложения металла. Для коррозии алюминия может потребоваться некоторое время, но он все равно должен быть защищен. Чтобы предотвратить коррозию алюминия, он должен находиться в среде с контролируемым климатом или обрабатываться прозрачным покрытием.

Окисление алюминия: устойчив ли алюминий к коррозии?

По данным Алюминиевой ассоциации, «почти 75 процентов всего когда-либо производимого алюминия все еще используется сегодня». Это не только свидетельство пригодности алюминия к переработке, но и его способности противостоять коррозии. Алюминий сохраняет свою ценность в цепочке поставок. Как продолжает Алюминиевая ассоциация: «Алюминий на 100% пригоден для вторичной переработки и сохраняет свои свойства на неопределенный срок». Что делает алюминий таким устойчивым к коррозии? В этом сообщении блога мы ответим, почему.

Что такое коррозия?

Коррозия возникает естественным образом, поскольку природа пытается вернуть металлы в их первоначальное, стабильное окисленное состояние. Степень и серьезность коррозии, которая происходит с течением времени, зависит как от материала, так и от рабочей среды. Коррозия – это вырождение, вызванное элементами окружающей среды. Коррозия алюминия может происходить постепенно, в течение недель, месяцев или даже лет. Со временем в алюминиевых изделиях могут образоваться большие дыры из-за коррозии.

Загрузите наши спецификации алюминия сейчас

Kloeckner Metals – это комплексный поставщик алюминия и сервисный центр.Загрузите нашу спецификацию на алюминий и проверьте, что Kloeckner Metals обычно имеет в наличии.

Насколько устойчив к коррозии алюминий?

В целом алюминий и его сплавы обладают отличной устойчивостью к коррозии. Алюминий в его естественном состоянии, технически чистый или 1ххх алюминий, имеет лучшую коррозионную стойкость, но это качество ухудшается при добавлении сплавов, особенно меди и железа, а также магния или цинка. Легирующие элементы, используемые для достижения желаемых свойств большинства коммерческих групп алюминиевых сплавов, перечислены ниже.

Эти элементы, добавленные в небольших количествах, добавляются для придания металлу требуемых свойств прочности, пластичности, свариваемости, обрабатываемости, коррозионной стойкости и т. Д. Из-за некоторой степени предсказуемости изменений свойств между различными группами сплавов, они обычно используются на разных рынках. В этом сообщении в блоге мы в основном будем обсуждать коррозионную стойкость, но при выборе сплава никакие свойства не следует рассматривать изолированно.

Какая связь между окислением алюминия и коррозионной стойкостью?

Как это ни парадоксально, окисление алюминия является центральной частью его коррозионной стойкости.Алюминий имеет очень высокое сродство к кислороду. Когда новая поверхность алюминия подвергается воздействию воздуха или любого другого окислителя, она быстро образует тонкую твердую пленку оксида алюминия (или гидратированного оксида в нестационарной воде). Именно окисление алюминия делает алюминий таким устойчивым к коррозии.

Эта пленка относительно инертна химически. Коррозионная стойкость алюминия зависит от бездействия этой поверхностной пленки алюминия или гидратированного оксида. Когда эта поверхностная пленка растворяется, возникает коррозия; когда пленка имеет локальные повреждения и самовосстановление не может произойти, следует локальная коррозия.

Эта поверхностная пленка обычно стабильна в диапазоне pH примерно от 4,5 до 8. Пленка может оставаться стабильной в других случаях в зависимости от окружающей среды, например, азотная кислота при pH 0, ледяная уксусная кислота при pH 4 или гидроксид аммония при pH. pH 13. Оксидная пленка растворяется в большинстве сильных кислот и щелочей, и в этом случае коррозия алюминия будет быстрой.

Как и все обычные архитектурные и конструкционные материалы, алюминий при определенных условиях подвержен коррозии. Это более вероятно, если для проектов или приложений выбран неправильный сплав.Чтобы получить хорошие результаты с алюминием, важно знать следующее:

  • условия, при которых будет происходить коррозия
  • форма, в которой будет происходить коррозия
  • скорость коррозии
  • любые профилактические меры, которые могут быть приняты

Ржавеет ли алюминий?

Ржавчина – это форма коррозии, характерная для железа и стали (поскольку она содержит железо). Фактически, ржавчина – это общее название оксида железа, когда железо или сталь связываются с кислородом и подвергаются окислению.Следовательно, алюминий не ржавеет.

Какие сплавы обладают лучшей коррозионной стойкостью?

1xxx

Сплав 1100: Алюминий марки 1100 представляет собой технически чистый алюминий. Он имеет отличную коррозионную стойкость и широко используется в химической и пищевой промышленности. В остальном это мягкий и пластичный металл с отличной обрабатываемостью. Вы часто найдете сплав 1100 там, где требуется формовка. Его можно сваривать любым способом, но он не поддается термической обработке.

3xxx

Сплав 3003: Сплав 3003 является наиболее распространенным из алюминиевых сплавов.Это чистый промышленный алюминий с повышением прочности на 20% благодаря добавлению марганца и меди. Он также имеет отличную коррозионную стойкость, обрабатываемость, его можно сваривать или паять, тянуть или вращать.

5xxx

Сплав 5052: 5052 также является очень популярным сплавом, поскольку он имеет самую высокую прочность среди всех нетермообрабатываемых марок. Он особенно распространен в морской и морской атмосфере из-за своей устойчивости к коррозии. Он имеет отличную обрабатываемость и легко вытягивается или принимает сложные формы.

6xxx

Сплав 6061 : 6061 – самый универсальный из термообрабатываемых сплавов, включая коррозионную стойкость, обрабатываемость при отжиге и свариваемость. Вы найдете сплав 6061 в продуктах и ​​областях применения, где требуется три элемента: хороший внешний вид, лучшая коррозионная стойкость и хорошая прочность.

Сплав 6063: 6063 обычно называют архитектурным сплавом из-за его высокой прочности на растяжение, отличной отделки и высоких коррозионно-стойких свойств. Вы найдете 6063 в архитектурных декорациях и отделках интерьера и экстерьера.Часто анодируется.

Аэрокосмическая промышленность (2xxx и 7xxx)

В аэрокосмической промышленности существует потребность как в высокой прочности, так и в высокой коррозионной стойкости. По этой причине аэрокосмическая промышленность обычно ограничивается сериями алюминия 2ххх и 7ххх. Мы обходим пониженную коррозионную стойкость легированного алюминия этой серии за счет алюминиевых футеровок, которые представляют собой чистый алюминий и легированы более прочным алюминиевым сплавом. Чистый алюминий придает плоскости необходимую коррозионную стойкость без ущерба для прочности конструкционного алюминия.

Сплав 2011: Сплав 2011, также известный как сплав для свободной обработки (FMA), известен своей высокой механической прочностью и отличной обработкой, поэтому вы видите его в сложных и детализированных деталях. Если этот сплав обрабатывать на высокой скорости, он будет давать мелкую стружку, но ее легко удалить.

Сплав 2014: Сплав 2014 на основе меди с очень высокой прочностью и отличной обработкой. Вы найдете его во многих конструкционных аэрокосмических приложениях из-за его высокой коррозионной стойкости.

Сплав 2024: Сплав 2024 очень широко используется из-за его сочетания высокой прочности и отличной усталостной прочности. Вы найдете его везде, где требуется хорошее соотношение прочности и веса. Но его коррозионная стойкость довольно низкая, поэтому вы часто будете видеть его либо с анодированной поверхностью (см. Ниже), либо с Alclad.

Сплав 7075: Из всех алюминиевых сплавов 7075 является одним из самых прочных. Как и 2024, он имеет отличное соотношение прочности и веса и используется в деталях, которые будут подвергаться высоким нагрузкам.7075 может быть сформирован после отжига, а затем при необходимости подвергнут термообработке.

Как быстро происходит окисление алюминия?

Окисление алюминия происходит быстрее, чем окисление стали, поскольку алюминий имеет сильное сродство к кислороду. Когда все атомы алюминия соединятся с кислородом, процесс окисления останавливается.

Как выглядит коррозия алюминия?

Оксид алюминия не отслаивается, как ржавчина, а образует твердую пленку беловатого цвета.

Как остановить коррозию алюминия?

Поскольку алюминий очень легко связывается с кислородом, мало что можно сделать с окислением алюминия.Однако коррозия алюминия может стать серьезной проблемой. Чтобы предотвратить коррозию алюминия, вы должны принять во внимание:

  • Прежде всего, выбирая правильный сплав: некоторые сплавы, такие как 5052 и 3003, имеют лучшую коррозионную стойкость, чем другие. Здесь вы можете прочитать о разнице между 5052 и 3003. В целом, 1xxx, 3xxx, 5xxx обеспечивают лучшую коррозионную стойкость.
  • Рассмотрим вкладыши alclad, распространенные в аэрокосмической промышленности.
  • Нанесение защитного покрытия
  • Сведение к минимуму эффекта гальванической коррозии.Гальваническая коррозия вызывается размещением двух разнородных металлов, таких как алюминий и сталь, рядом друг с другом.

Защитные покрытия

Как правило, для алюминия подходят три типа защитных покрытий:

  • Краска
  • Порошковое покрытие
  • Анодирование

Если вас беспокоит риск гальванической коррозии, мы рекомендуем поискать лакокрасочные или порошковые покрытия с высоким электрическим сопротивлением.

Анодирование – это тип поверхностного окисления, который востребован, поскольку обеспечивает привлекательную отделку, но не подходит для крупных производств.Многие лодочники используют жертвенный анод из цинка. Он корродирует быстрее, чем алюминий, по сути, принося себя в жертву, и его необходимо периодически заменять.

При нанесении покрытия не забывайте, что любое повреждение требует немедленного внимания. Оставьте немного алюминия незащищенным, и вы рискуете ощутить коррозию.

Свяжитесь с нашей квалифицированной командой сейчас

Kloeckner Metals – это поставщик алюминия и сервисный центр полного цикла. Kloeckner Metals сочетает в себе национальный охват с новейшими технологиями производства и обработки и самыми инновационными решениями для обслуживания клиентов.

Коррозия алюминия – обзор

Ингибитор коррозии Al

, метилдеканоат, додецилацетат 5
1.

Улучшитель SEI

a.

Присадка восстановительного типа

1.

Винилэтиленкарбонат, винилсодержащие силоксаны, винилацетат, дивиниладипат, 2-винилпиридин, малеиновый ангидрид, метилциннамат, нитрил 2-акриловой кислоты цианофуран, фосфонат

2.

Соединения на основе серы (SO 2 , CS 2 , полисульфидные, алкил- и арилсульфиты).

3.

Азотсодержащие и галогенированные соединения (N 2 O, алкилнитраты и нитриты, α-бром-γ-бутиролактон, метилхлорформиат, фторэтиленкарбонат)

901 Prior к растворителю алкиленкарбоната полимеризуемые добавки восстанавливаются и образуют нерастворимые органические пленки на поверхности графита

2.

Отравляющее действие на поверхность графита

3.

Работают как полимеризуемые прекурсоры или связывают их

b.

Добавка реакционного типа

1.

CO 2 поставщики: диалкилпирокарбонат, Li 2 CO 3 , фениловые эфиры, ароматические сложные эфиры, ангидриды; малеиновый ангидрид, сукцинимид

2.

Ароматические изоцианаты

3.

Соединения на основе бора: B 2 O 3 , органические бораты, триалкил- или триалкоксибороксины, бис (оксалат) борат лития (LiBOBIldif) оксалид лития

4.

Галогенированные соединения, полидиметилсилоксан, силаны

1.

Улавливают анион-радикалы (необходимы для восстановления растворителем) или стабилизируют продукты разложения.

2.

Промывочная вода, HF, PF 5

3.

Включение в химический состав поверхности электрода

4.

Адсорбент на поверхности графита 165 для подавления электролита

с.

Модификаторы морфологии SEI

1.

Анионные рецепторы: трис (пентафторфенил) боран.

2.

Соли щелочных металлов (NaClO 4 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 ) и краун-эфиры

1. Растворите кристаллы LIF в карбонатных электролитах.

2.

Ослабление сольватации Li + молекулами карбонатного электролита (необходимо для восстановления растворителя)

2.

Средство для защиты положительного электрода

1.

Основания: бутиламин, N, N-дициклогексилкарбодиимид, N-алкиламиносиланы

2.

6

9015 9015 9015

Очистительная вода, кислоты (HF) и PF 5 для защиты, например, LiMn 2 O 4 .

2.

Удаляет Mn 2+ в поверхностном слое

3.

LiPF 6 солевой стабилизатор

LiF, трис (2,2,2-трифторэтил) фосфит, 1-метил-2-пирролидон, фторированный карбамат, гексаметил-фосфорамид из LiPF 6 )
4.

Устройство защиты от перегрузки

1.

Производные анизола и p -диметоксиабензин; фтордекаборат лития

2.

Ксилол, циклогексилбензол, бифенил, фторированные дифенилалканы, производные тиофена, LiBOB

1.

Добавка окисления челночных молекул и выделение на отрицательном электроде

2 02

положительный электрод слоем полимера или выделяющим газом

5.

Огнезащитная добавка

1.

Органические соединения фосфора, например, трис (2,2,2-трифторэтил) фосфат или фосфит, циклофосфазены.

2.

Метил нонафторбутиловый эфир, фторированный пропиленкарбонат

1.

Улавливающие радикалы (необходимые для горения)

9162
Температура вспышки
6.

Добавка для улучшения осаждения лития

1.

2-метилтетрагидрофуран, 2-метилтиофен, нитрометан; SO 2 , полисульфид; фторэтиленкарбонат

2.

Цетилтриметиламмоний хлорид, соли перфтороктансульфоната, перфторполиэфиры; производные целлюлозы

3.

AlI 3 , SnI 2

1.

Подавляют литиевые дендриты 30003

Формирование металлического лития

7.

Усилитель ионного спасения

1

9161 902 902

Азаэфиры, алкилбораты, трис (пентафторфенил) боран, производные борола

1.

Повышение растворимости соли Li

2.

Анионные рецепторы 9160006

LiBOB, LiODFB Пассивация алюминия
Улучшенный SEI на угольном аноде
9.
9.
Поверхностно-активные вещества, влажные полиолефиновые сепараторы
10.

Разбавитель вязкости

P 2 O 5

Советы по предотвращению коррозии в морской среде

Свойства материала

Одна из сильных сторон алюминия – это присущая ему коррозионная стойкость.Вот лучшие алюминиевые сплавы для использования в морской среде.

Алюминий обладает превосходной коррозионной стойкостью, поскольку самопроизвольно образует тонкий, но эффективный оксидный слой, предотвращающий дальнейшее окисление. А оксид алюминия непроницаем.

Однако алюминиевые сплавы по-разному работают в соленой воде или в соленой атмосфере. В таких случаях лучшие сплавы по коррозионной стойкости относятся к серии 5000 (5052, 5083, 5383, 5059) и серии 6000 (6082, 6005A, 6063).

Характеристики межкристаллитной и отслаивающей коррозии алюминиевых сплавов

Прочность вышеуказанных сплавов увеличивается с увеличением содержания магния (Mg). Однако, как правило, если содержание Mg превышает 3 процента, возрастает риск межкристаллитной и отслаивающейся коррозии. Это вызвано тенденцией атомов Mg осаждаться в виде частиц анодной β-фазы (Mg5Al8) на границах зерен.

Этот процесс происходит как во время производства материала, так и после него.Это называется сенсибилизацией. Сенсибилизация – это очень медленный процесс, происходящий даже при комнатной температуре, но значительно быстрее при более высоких температурах (> 65 ° C). Однако при использовании правильных легирующих элементов и производственной рецептуры этот повышенный риск может быть устранен.

Проверка характеристик межкристаллитной и отслаивающей коррозии алюминиевого сплава проводится с помощью тестов NAMLT и ASSET, указанных в стандарте ASTM B928 для «Продукты из алюминиевого сплава с высоким содержанием магния для морской службы и аналогичных сред.«

Коррозионно-стойкие алюминиевые сплавы на море и в море

Помимо правильного выбора алюминиевого сплава, вот несколько советов, которые помогут обеспечить долговечность алюминиевой конструкции в морских и морских условиях:

  • Если в комбинации используются разные металлы, гальваническую коррозию можно предотвратить, электрически изолировав их друг от друга. Изоляция должна нарушать все контакты между металлами. Этот устоявшийся метод также используется для соединения фланцев труб на море.Другой альтернативой изоляции является использование сургучей или колпачков на головке болта, гайках и шайбах.
  • Используйте крепежные детали из нержавеющей стали качества A4 (316l или 1.4571) или алюминиевые заклепки.
  • На алюминиевых лодках не допускайте возникновения дополнительных электрических токов на металлических частях лодки, не заземляйте ее на конструкцию лодки и используйте изолирующий трансформатор для подключения к берегу.
  • Избегать гальванического контакта с углеродистой сталью.
  • Краску, используемую в качестве изолятора, следует наносить только на катодную поверхность.
  • Естественная очистка поверхности дождем выгодна.
  • Следует избегать постоянной влаги в щелях.
  • В погруженной зоне около 10 процентов расходуемых анодов (цинк, магний), необходимых для защиты углеродистой стали, обеспечивают эффективную защиту алюминия.

Хотите узнать больше?

методов обработки коррозии | Алюминиевые сплавы высокого качества

Алюминий коррозирует почти сразу, образуя оксидный слой, который защищает его от дальнейшей коррозии.Например: поместите самолет в соленую среду рядом с океаном, и незащищенный алюминий подвергнется коррозии, если с ним не обращаться или не обрабатывать должным образом.

Существует несколько способов защиты самолета от коррозии: окраска, восковая обработка, грунтовка хроматом цинка, тонкий слой чистого алюминия (Alclad), анодирование и покрытие жидким защитным раствором.

Если все сделано правильно, летательный аппарат может прослужить всю жизнь или даже больше. И его стоимость при перепродаже не будет подвержена коррозии, если вы решите должным образом защитить материалы от коррозии.

Существует несколько методов, помогающих предотвратить этот процесс, и каждый из них имеет свою типичную область применения. Подробнее читайте ниже, чтобы получить общее представление о действиях, которые вы можете предпринять.



Обработка коррозии

Если оставить его нетронутым, алюминий подвергнется коррозии, что может привести к повреждению конструкции. Правильное обращение продлит срок службы самолета и сохранит его рыночную стоимость на высоком уровне, что важно, когда вы планируете его перепродавать.

Поверхностные слои

Наиболее распространенной формой защиты от коррозии является нанесение поверхностного слоя или покрытия в виде краски или гальванического покрытия (например, хромирование или альклад).Это образует барьер из коррозионно-стойкого материала, который легко наносить и дешевле заменить, чем саму конструкцию. На этапе сборки самолета цинк-хроматная грунтовка (желтовато-зеленая напыляемая масса) интенсивно используется в качестве защиты и в качестве основы для последующих слоев краски.

Перед обработкой хроматом цинка или другими грунтовками детали необходимо очистить от чернил, остатков клея и / или смазки. Прочтите текст ниже о том, как это сделать.

Электролитический

Анодирование – это процесс электролитической пассивации (очень похожий на обычное окисление алюминия), который увеличивает толщину и упрочнение оксидного слоя и увеличивает износостойкость, а также обеспечивает лучшую поверхность для сцепления краски.Оксидный слой может быть окрашен по запросу в косметических целях, а анодированные части не проводят ток.

В этом процессе обычно используется постоянный ток в растворе электролита, так что на покрытии появляются поры размером от 10 до 150 нм, которые затем окисляются и могут быть окрашены красителем. Конечная толщина оксидного слоя составляет от 0,5 мкм до 150 мкм, и его необходимо герметизировать.

Алодин

Алодин – это химическая обработка алюминия для предотвращения коррозии, он электропроводен и может использоваться в качестве грунтовки для слоев краски.Он не увеличивает вес и не изменяет размеры обрабатываемой детали, в отличие от краски. Его легко наносить, и для обработки деталей не требуется электричество (анодирование).

Детали не могут быть собраны (например, при анодировании), и вам понадобится резервуар, который сможет вместить большую часть вашего набора для правильного алодина. Для хороших результатов поддерживайте температуру выше 21 ° C (70 ° F). Утилизация оставшихся химикатов может быть затруднена.

Препарат

Перед обработкой детали необходимо очистить ацетоном, чтобы удалить все чернила и / или клей или липкие вещества.Затем используйте Scotch Brite, чтобы удалить оксидный слой, и используйте хорошее моющее средство для посудомоечной машины (рассвет), чтобы удалить оставшуюся смазку с деталей. Если это было сделано правильно, вода будет образовывать сплошную пленку, в противном случае ее необходимо очистить снова, чтобы удалить жир.

Затем просушите и погрузите детали в кислоту на три минуты, промойте кислоту чистой водой, просушите и окуните в резервуар с алодином еще на три минуты. Затем промойте и дайте алодиновым частям отстояться не менее 24 часов для максимальной прочности.

Также возможно ручное нанесение, посмотрите следующее видео от HomebuiltHELP о подготовке алюминия к покраске самолетов.

Алюметрон

Alumetron – это прозрачное полимерное покрытие, которое связывается с алюминием, это химический / механический процесс на водной основе, и в результате обработанные детали подходят для постоянного погружения в воду. Наносить легко: протереть чистой тканью или распылить из пистолета HVLP с тонким наконечником. Перед нанесением Alumetron вам необходимо очистить и обезжирить детали.

Покрытия масляные

Внутренняя часть крыльев, хвостовой части или фюзеляжа может быть обработана растворами на основе минерального или синтетического масла с воскообразным составом, погруженным или распыленным. Капиллярное действие гарантирует, что раствор достигнет каждого угла и участка. Наносить нужно будет каждые пару лет в зависимости от местоположения самолета.
Узнать больше о Boeing Boeshield T-9 можно здесь.

Автор EAI.

Защита алюминиевого сплава от коррозии в морской среде, компания Lawsonia inermis

Коррозионные свойства алюминиевого сплава 5083 (AA5083) были исследованы в зоне брызг, смоделированной в камере солевого тумана при температуре окружающей среды.Были приготовлены три состава краски в соответствии с различным процентным содержанием экстракта хны. Метод FTIR использовался для определения составляющей хны, в то время как потеря веса и электрохимический метод применялись для исследования поведения ингибирования. Полученные данные показывают, что скорость коррозии алюминиевого сплава снижалась с увеличением содержания экстракта хны в составе покрытия. Повышение сопротивления переносу заряда () способствовало большей защите алюминия с покрытием. Уменьшение значения емкости двойного слоя () является еще одним показателем того, что лучший защитный барьер был сформирован в присутствии хны в матрице покрытия.

1. Введение

Алюминий широко использовался во многих секторах, таких как химические заводы, производственные линии и морская промышленность. Преимущество использования алюминия заключается в его превосходной коррозионной стойкости, поэтому он становится приоритетным при выборе материалов в большинстве отраслей [1]. Алюминиевый сплав серии 5000 отлично подходит для постройки небольших прогулочных лодок, рабочих катеров и большого высокоскоростного пассажирского судна. Преимуществами алюминия серии 5000 являются улучшенная устойчивость, уменьшенная осадка, минимальное техническое обслуживание и повышенная скорость лодок или кораблей.К сожалению, алюминий подвержен коррозии в агрессивных средах, таких как морская вода [2]. Чтобы решить эту проблему, было предложено несколько методов контроля и предотвращения коррозии. Предлагаемый метод включает подбор материалов, покрытий, ингибиторов коррозии, катодную защиту, а также изменение конструкции [3]. Помимо этого, механизм защиты от коррозии состоит из двух механизмов: физического барьера и анодной защиты. Для обеспечения физического барьерного эффекта полимерное покрытие действует как барьер для прямого воздействия окислителей и агрессивных анионов.Между тем, система анодной защиты работает, когда проводящий полимер с сильными окислительными свойствами действует как окислитель по отношению к исследуемым металлам [4].

Интерес к поиску эффективных ингибиторов коррозии стал серьезной проблемой среди исследователей. Было доказано, что вещество, содержащее гетероатомы, такие как O, N или S, и кратные связи, является отличным ингибитором. Однако есть несколько факторов, способствующих лучшей эффективности ингибирования, такие как количество и типы адсорбирующих групп, а также их молекулярный размер, молекулярная структура и способ взаимодействия с корродирующей металлической поверхностью [5].Хна, трава, которая широко используется для окрашивания, была изучена из-за ее превосходных ингибирующих свойств и относительно дешевого и экологически чистого вещества.

2. Методы

Экстракты хны получали путем роторного испарения и затем использовали в качестве ингибитора коррозии. В качестве подложки использовался алюминиевый сплав 5083, а подготовка образцов (купонов) была отнесена к спецификациям Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Купоны покрывали краской с экстрактом хны.Образец подвергается коррозии в камере солевого тумана, в которой в качестве коррозионной среды использовалась морская вода. На рисунке 1 показана последовательность методологии этого исследования.


2.1. Препарат образца

AA5083 вырезали в квадратную форму размером 25 мм × 25 мм × 3 мм. Его полировали наждачной бумагой с зернистостью 600, 800 и 1200. Купоны очищали ацетоном и дистиллированной водой. Начальный вес образцов был записан для каждого купона, и он был классифицирован в соответствии с характеристиками и периодом воздействия морской воды в камере солевого тумана.В этом исследовании изучались три различные концентрации экстракта хны, которые состоят из 0%, 5% и 10% в матрице покрытия.

2.2. Препарат для экстракции

Экстракция хны использовалась в качестве ингибитора коррозии для защиты алюминиевого сплава в этом исследовании. Высушенные листья хны измельчали ​​в порошок. Порошок хны погрузили в раствор этанола и оставили на неделю. Через неделю растворы фильтровали. Остальные фильтраты собирали и помещали в роторный испаритель (Rotavap) для процесса экстракции.

2.3. Подготовка покрытия

Краска, использованная в этом эксперименте, представляет собой алкидную краску. В краску добавляли экстракт хны до тех пор, пока смесь не стала однородной. Для смешивания алкидной краски и экстракта хны использовали магнитную мешалку. Процентное содержание экстракта хны в алкидной краске представлено в таблице 1.


Краска Экстракт хны (%)

Краска 1 0
Краска 2 (P2) 5
Краска 3 (P3) 10

2.4. Испытание солевым туманом

В соответствии с промышленными стандартами, камера с солевым туманом широко используется для тестирования компонентов и панелей с покрытием на коррозионную стойкость [6]. В этом исследовании использовался шкаф для солевого тумана модели DF / MP / 450, который проводился в соответствии с ASTM B117.

Морская вода, использованная в испытании в солевом тумане, была получена из инкубатория Universiti Malaysia Terengganu. Морская вода – это агрессивный и сложный электролит, который до некоторой степени влияет почти на все конструкционные материалы, а также морская вода – лучшая среда, которую можно использовать в качестве реальной среды для ускорения процесса коррозии материала.

2,5. Инфракрасное преобразование Фурье

Целью проведения теста инфракрасного преобразования Фурье (FTIR) является расширение информации анализа поверхности, а также его использование для определения характеристик покрытий. Первоначально для исследования материалов использовалось ослабленное полное отражение (НПВО), но от него отказались после того, как он давал только слабый спектр.

2.6. Измерение потери веса

При измерении потери веса купоны очищали ацетоном и промывали дистиллированной водой.Купоны взвешивали перед тем, как оставить их в камере солевого тумана ().

В качестве весового устройства использовались аналитические весы с чувствительностью до 4 знаков после запятой в граммах. Вес, полученный после экспонирования, известен как конечный вес (). Определение потери веса проводили с использованием следующего уравнения.

Формула потери веса выглядит следующим образом: где – потеря веса (мг), – начальная масса (мг), и – конечная масса (мг).

Формула потери веса (%) выглядит следующим образом: где – потеря веса (%), – это начальная масса (мг) и – конечная масса (мг).

Формула скорости коррозии выглядит следующим образом: где – скорость коррозии (мм / год), – потеря веса (мг), – плотность материала (г / см 3 ), – площадь материала (см 2 ), и время (час).

2.7. Испытание на растяжение

Испытание на растяжение проводилось на гидравлической машине для испытания на растяжение с максимальной нагрузкой 50 кН в условиях статической нагрузки. Нагрузка прикладывается к образцу одноосно со скоростью ползуна 5 мм / мин. Данные были собраны с использованием пакета программного обеспечения для компьютерного управления.

3. Результаты и обсуждение

Данные были собраны с помощью нескольких методов, включая FTIR-спектроскопию, измерение потери веса, спектроскопию электрохимического импеданса (EIS) и испытание на растяжение. Все данные были проанализированы и представлены в виде графиков и таблиц.

3.1. Инфракрасное преобразование Фурье

На рис. 2 показана молекулярная структура лавсона, который является основным компонентом хны. Три основные функциональные группы, которые могут быть производными от структуры, – это фенолы O-H и C = O и алкены C = C [7].Они также известны как флаваноиды, которые состоят из карбонильной группы (C = O, кетон), группы O-H и ароматической группы [8].


На рисунке 3 показан ИК-спектр хны. Растяжение фенольной группы (O-H) появилось при 3299 см -1 . Частота растяжения ароматического C = C появляется при 1735,2 см -1 , тогда как частота растяжения C = O появляется при 1625,1 см -1 . Хна получила название 2-гидрокси-1,4-нафтохинона по ИЮПАК [9]. Фенольная группа лавсона будет отдавать электрон металлу для достижения его благородного состояния или орбиты, тогда как металл получит электрон, чтобы стать более стабильным.Это явление вызывает косвенное замедление дальнейшей окислительно-восстановительной реакции и может противостоять коррозии от воздействия [10].


3.2. Измерение потери веса

На рисунке 4 показаны потери веса образцов с покрытием в отсутствие и в присутствии хны в качестве ингибитора. Состав покрытия из 10% экстракта хны (P3) показывает наиболее стабильные характеристики, за которым следует покрытие из 5% экстракта хны (P2). Присутствие фенольной группы в структуре лавсона помогает металлу стать более стабильным за счет отдачи электронов фенольной группы [11], а также обеспечивает большую защиту поверхности алюминиевого сплава AA5083, подвергающейся воздействию кислорода [12].


Рисунок 4 также показывает, что 10% покрытия из экстракта хны имеет наименьшую потерю веса. Это связано с тем, что экстракт хны, содержащийся в используемом покрытии, имеет самый высокий процент. Покрытия не только обеспечивают адгезию между металлической подложкой и органическими покрытиями, но также создают тонкий барьер с эффективным действием против диффузии кислорода на границе раздела металлов. Самый высокий процент экстракта хны вызвал снижение потери веса из-за ингибирующего действия лавсона за счет образования нерастворимых комплексных соединений в сочетании с катионами металлов [13].

На рис. 5 показан результат скорости коррозии, рассчитанный на основе данных о потерях веса. График показывает, что значение скорости коррозии покрытия, содержащего экстракт хны, ниже, чем у чистого металла. Было обнаружено, что по мере увеличения концентрации хны в матрице покрытия скорость коррозии снижается. Образцы с покрытием без какого-либо ингибиторного покрытия показывают небольшое увеличение скорости коррозии. При включении хны ингибирующее действие экстракта Lawsonia могло быть связано с адсорбцией его молекул на поверхности подложки, создавая барьер для защиты ее поверхности [9].


3.3. Спектроскопия электрохимического импеданса (EIS)

В таблице 2 показаны значения сопротивления переносу заряда и емкости двойного слоя AA5083. Данные показывают, что образцы с покрытием, содержащим хну, обладают более высоким сопротивлением переносу заряда () по сравнению с чистым металлом. Самая высокая стойкость, полученная в этом исследовании, – это образец покрытия с 10% -ным покрытием экстракта хны.

23
907 0 901 901 901 . Можно видеть, что купон с покрытием с 0% экстракта хны показывает наименьший полукруг, за которым следует купон с покрытием, содержащий 5% экстракта хны. Самый большой полукруг представлен 10% экстрактом хны.Размер полукруга способствует степени коррозионной стойкости. Более крупный полукруг указывает на лучшую степень сопротивления. Увеличение значения с добавлением процентного содержания экстракта хны дало лучшие характеристики по замедлению коррозии из-за образования оксидного слоя [8].


Высокие антиоксидантные свойства хны способствовали увеличению электрического сопротивления на поверхности алюминия [14]. Это указывает на то, что, когда процентное содержание экстрактов хны увеличивается, коррозионная стойкость также увеличивается, а скорость коррозии снижается.Кроме того, высокое значение импеданса покрытия связано с образованием осажденного слоя и, как следствие, замедляет скорость проникновения электролита в покрытие [15].

3.4. Предел прочности при растяжении

На рисунке 7 показан график зависимости напряжения и деформации. Купоны показывают линейность вначале до достижения предельного напряжения около 175 МПа. Затем величина напряжения уменьшается до тех пор, пока не переходит в фазу образования шейки и разрыва.


Предел прочности или предел прочности на разрыв получают путем деления максимальной нагрузки на исходную площадь поперечного сечения купона.

Растягивающее напряжение достигается там, где уменьшение площади поперечного сечения больше, чем увеличение деформационной нагрузки, вызванной деформационным упрочнением. В этой области речь шла о пластической деформации. Стресс начинает уменьшаться. Купон начинает быстро сужаться, когда площадь поперечного сечения уменьшается намного быстрее, чем нагрузка, увеличивающаяся при деформационном упрочнении [16]. Фактическая нагрузка, необходимая для деформации купона, спадает, и напряжение продолжает уменьшаться до тех пор, пока не произойдет разрушение.

4. Выводы

Экстракт хны действует как отличный ингибитор в способе защитного покрытия. Самый высокий процент экстракта хны обеспечивает самый стойкий слой и снижает коррозию купона. Краска 3 с 10% экстракта хны дает наименьшее значение скорости коррозии, которое составляет 0,0296 мм / год по сравнению с чистым металлом, краской 1 и краской 2.

Кривая напряжения-деформации показывает линейность вначале до тех пор, пока напряжение не превысит примерно 175 МПа. Напряжение продолжает уменьшаться до тех пор, пока в определенный момент не перейдет в фазу сужения и разрыва.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность Исследовательскому фонду Look East Policy 2.0, Vot. нет. 53168, а также мисс Надю Захамудин и г-на Тан Ву Хуэй за их непосредственный вклад в это исследование.

Предотвращение коррозии алюминия – Строительные спецификации

ОТКАЗЫ
На алюминий приходится наибольшая доля США.S. коммерческий рынок окон, дверей и мансардных окон. Универсальность производства, долговечность конструкции, надежность в работе и практически неограниченная возможность вторичной переработки способствуют его популярности. Хотя алюминий также обладает высокой коррозионной стойкостью, при определенных условиях необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать потенциально дорогостоящих поломок.

В изделиях для архитектурного строительства всегда используется сплав. За счет добавления других металлов, таких как магний и кремний, в небольших количествах, сплав обеспечивает лучшую коррозионную стойкость.

Присущая алюминию коррозионная стойкость в значительной степени обусловлена ​​его естественной оксидной пленкой, которая действует как защитный барьер между металлом и окружающей средой.

Минимизация манипуляций и влажности является ключом к сохранению этих характеристик. Необработанный алюминий следует хранить в сухом, контролируемом помещении и никогда не трогать голыми руками. Влага между алюминиевыми деталями и масла на коже могут вызвать необратимую и даже серьезную коррозию.

Гальваническая коррозия вызывает износ алюминия.Этот процесс происходит при контакте разнородных металлов и в присутствии электролита, такого как соленая вода. Более анодный металл подвержен коррозии в результате электрохимического воздействия в присутствии влаги.

Пример алюминиевой оконной рамы, отделанной анодированным анодированием и стальными анкерами с порошковым покрытием, прикрепленных к окрашенной стальной основе с помощью крепежей из нержавеющей стали.
Фотография любезно предоставлена ​​Wausau Window and Wall Systems

Чтобы уменьшить возможность гальванического воздействия, необходимо увеличить электрическое сопротивление между двумя металлами, другими словами, чтобы выключить выключатель.Разделение разнородных металлов может быть выполнено с помощью толстых эластомерных лент, неабсорбирующего пластика или герметизирующих материалов. Альтернативно, один из металлов, предпочтительно более катодный, может быть окрашен или покрыт.

Для алюминия один слой предварительной обработки фосфатом хрома с последующим нанесением грунтовки и высокоэффективной краски может эффективно предотвратить гальваническую коррозию. В качестве альтернативы можно использовать один нанесенный на месте слой тяжелой битумной краски. Одних только анодных покрытий для гальванической развязки обычно недостаточно.

Относительные площади вовлеченных разнородных металлов чрезвычайно важны для потенциальной гальванической коррозии. Использование винтов или заклепок из нержавеющей стали (катодных) в алюминиевых (анодных) элементах оконной рамы является удовлетворительным. Вероятно, что это не приведет к вредной коррозии, поскольку поверхность нержавеющей стали мала по сравнению с алюминием.

Использование медной крыши или фасции, расположенной над незащищенным алюминием, может вызвать отложение солей меди (катодных ионов) на алюминии в результате слива дождевой воды.Поскольку площадь меди больше, чем у алюминия, есть больше причин для беспокойства и предотвращения вредной коррозии.

Когда углеродистая сталь используется в качестве армирующего материала или стальных анкеров в сочетании с оконными системами с алюминиевым каркасом, требуется разделение для предотвращения гальванической коррозии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.


Экстракт хны (%) (кОм · см −2 ) ( μ F см −2 )
0.567820 0,018342
5 1,346021 0,001354
10 1,8
0,000034
график