Korrosie is 'n natuurlike proses wat met alle metale gebeur, maar dit kan baie vertraag word met 'n paar verskillende behandelings
Dit word veroorsaak deur die teenwoordigheid van oksideermiddels in die omgewing, soos water of lug. Dit kan 'n groot probleem wees vir diegene wat betrokke is by grootskaalse bouprojekte wat metaalmateriaal gebruik, wat geboue, motors, brûe, vliegtuie en meer insluit. Maar selfs klein metaalprodukte sal verroes en hul krag of skoonheid verloor. Gelukkig kan u verhoed dat hierdie proses so vinnig gebeur as wat dit normaalweg sou gebeur met materiaal wat in die huis gevind word of met gevorderde tegnieke vir 'n sterker effek.
Stappe
Metode 1 van 3: Verstaan algemene tipes metaalkorrosie
Omdat daar vandag soveel verskillende soorte metaal gebruik word, moet bouers en vervaardigers hulle beskerm teen baie verskillende tipes korrosie. Elke metaal het sy eie unieke elektrochemiese eienskappe wat bepaal watter tipe korrosie (indien enige) die metaal kwesbaar is. Die onderstaande tabel bevat 'n seleksie van gewone metale en die tipes korrosie wat hulle kan ondergaan.
| Metaal | Metaal se weerstand teen korrosie | Algemene voorkomende tegnieke | Galvaniese aktiwiteit* |
|---|---|---|---|
| Roesvrye staal (passief) | Eenvormige aanval, galvanies, put, spleet (alles in soutwater) | Skoonmaak, beskermende laag of seëlmiddel | Lae (aanvanklike korrosie vorm weerstandbiedende oksiedlaag) |
| Yster | Eenvormige aanval, galvanies, spleet | Skoonmaak, beskermende laag of seëlmiddel, galvanisering, roeswerende middels | Hoog |
| Koper | Eenvormige aanval, ontzinking, spanning | Skoonmaak, beskermende laag of seëlmiddel (gewoonlik olie of lak), voeg tin, aluminium of arseen by legering | Medium |
| Aluminium | Galvanies, put, spleet | Skoonmaak, beskermende laag of seëlmiddel, anodisering, galvanisering, katodiese beskerming, elektriese isolasie | Hoog (aanvanklike korrosie vorm weerstandbiedende oksiedlaag) |
| Koper | Galvaniese, putvormige, estetiese aantasting | Skoonmaak, beskermende laag of seëlmiddel, voeg nikkel by legering (veral vir soutwater) | Lae (aanvanklike korrosie vorm weerstandbiedende patina) |
*Let daarop dat die kolom "Galvaniese aktiwiteit" verwys na die relatiewe chemiese aktiwiteit van die metaal, soos beskryf deur galvaniese reistabelle uit verwysingsbronne. Vir die doeleindes van hierdie tabel, hoe hoër die metaal se galvaniese aktiwiteit, hoe vinniger sal dit galvaniese korrosie ondergaan wanneer dit met 'n minder aktiewe metaal verbind word.
Stap 1. Voorkom eenvormige aanvalskorrosie deur die metaaloppervlak te beskerm
Eenvormige aanvalskorrosie (soms verkort tot "eenvormige" korrosie) is 'n tipe korrosie wat op gepaste wyse op 'n eenvormige manier op 'n blootgestelde metaaloppervlak voorkom. In hierdie tipe korrosie word die hele oppervlak van die metaal deur korrosie aangeval, en die korrosie verloop dus teen 'n eenvormige tempo. Byvoorbeeld, as 'n onbeskermde ysterdak gereeld aan reën blootgestel word, kom die hele dakoppervlak met ongeveer dieselfde hoeveelheid water in aanraking en sal dit dus teen 'n eenvormige tempo korrodeer. Die maklikste manier om te beskerm teen eenvormige aanvalskorrosie is gewoonlik om 'n beskermende versperring tussen die metaal en die roesmiddels te plaas. Dit kan 'n wye verskeidenheid dinge wees - verf, 'n olie seëlaar of 'n elektrochemiese oplossing, soos 'n gegalvaniseerde sinklaag.
In ondergrondse of onderdompelingsituasies is katodiese beskerming ook 'n goeie keuse
Stap 2. Voorkom galvaniese roes deur die ioonvloei van een metaal na 'n ander te stop
Een belangrike vorm van korrosie wat kan voorkom, ongeag die fisiese sterkte van die betrokke metale, is galvaniese korrosie. Galvaniese korrosie vind plaas wanneer twee metale met verskillende elektrodepotensiale in aanraking is met mekaar in die teenwoordigheid van 'n elektroliet (soos soutwater) wat 'n elektriese geleidingspad tussen die twee skep. As dit gebeur, vloei metaalione van die meer aktiewe metaal na die minder aktiewe metaal, wat veroorsaak dat die meer aktiewe metaal teen 'n versnelde tempo korrodeer en dat die minder aktiewe metaal teen 'n stadiger tempo korrodeer. In praktiese terme beteken dit dat korrosie op die meer aktiewe metaal sal ontstaan by die kontakpunt tussen die twee metale.
- Enige beskermingsmetode wat ioonvloei tussen die metale voorkom, kan galvaniese korrosie stop. Deur die metale 'n beskermende laag te gee, kan dit voorkom dat elektroliete uit die omgewing 'n elektriese geleidingspad tussen die twee metale skep, terwyl elektrochemiese beskermingsprosesse soos galvanisering en anodisering ook goed werk. Dit is ook moontlik om galvaniese roes te stuit deur die oppervlaktes van die metale wat met mekaar in aanraking kom, elektries te isoleer.
- Boonop kan die gebruik van katodiese beskerming of 'n offeranode belangrike metale beskerm teen galvaniese korrosie. Sien hieronder vir meer inligting.
Stap 3. Voorkom putkorrosie deur die metaaloppervlak te beskerm, omgewingschloriedbronne te vermy en skrape en skrape te vermy
Pitting is 'n vorm van korrosie wat op mikroskopiese skaal plaasvind, maar grootskaalse gevolge kan hê. Die put is baie kommerwekkend vir metale wat hul weerstand teen korrosie verkry uit 'n dun laag passiewe verbindings op hul oppervlak, aangesien hierdie vorm van korrosie kan lei tot strukturele mislukkings in situasies waar die beskermende laag dit normaalweg sou verhoed. Pitting vind plaas wanneer 'n klein deel van die metaal sy beskermende passiewe laag verloor. As dit gebeur, vind galvaniese korrosie plaas op 'n mikroskopiese skaal, wat lei tot die vorming van 'n klein gaatjie in die metaal. Binne hierdie gat word die plaaslike omgewing baie suur, wat die proses versnel. Pit word gewoonlik voorkom deur 'n beskermende laag op die metaaloppervlak aan te bring en/of katodiese beskerming te gebruik.
Dit is bekend dat blootstelling aan 'n omgewing met baie chloriede (soos byvoorbeeld soutwater) die putproses versnel
Stap 4. Voorkom spleetkorrosie deur die spasie in die ontwerp van die voorwerp tot 'n minimum te beperk
Spleetkorrosie kom voor in ruimtes van 'n metaalvoorwerp waar die toegang tot die omliggende vloeistof (lug of vloeistof) swak is - byvoorbeeld onder skroewe, onder ringe, onder strope of tussen die gewrigte van 'n skarnier. Spleetkorrosie kom voor waar die gaping naby 'n metaaloppervlak wyd genoeg is om vloeistof binne te laat, maar nou genoeg sodat die vloeistof sukkel om weg te gaan en stil te staan. Die plaaslike omgewing in hierdie klein ruimtes raak korrosief en die metaal begin korrodeer in 'n proses soortgelyk aan putkorrosie. Die voorkoming van spleetkorrosie is oor die algemeen 'n ontwerpprobleem. Deur die voorkoms van stywe gapings in die konstruksie van 'n metaalvoorwerp tot 'n minimum te beperk deur hierdie gapings te sluit of sirkulasie toe te laat, is dit moontlik om spleetkorrosie te verminder.
Spleetkorrosie is veral kommerwekkend by die hantering van metale soos aluminium wat 'n beskermende, passiewe buitenste laag het, aangesien die meganisme van spleetkorrosie kan bydra tot die afbreek van hierdie laag
Stap 5. Voorkom krake van spanningskorrosie deur slegs veilige vragte en/of uitgloeiing te gebruik
Spanningskorrosie (SCC) is 'n seldsame vorm van korrosieverwante konstruksiefoute wat veral ingenieurs is wat ingenieurs belas met die bou van strukture wat bedoel is om belangrike vragte te ondersteun. In die geval van SCC vorm 'n draende metaal krake en breuke onder die gespesifiseerde laslimiet - in ernstige gevalle, teen 'n fraksie van die limiet. In die teenwoordigheid van bytende ione vermeerder klein, mikroskopiese skeure in die metaal wat veroorsaak word deur treksterkte deur 'n swaar vrag, terwyl die bytende ione die punt van die skeur bereik. Dit veroorsaak dat die skeur geleidelik groei en moontlik strukturele mislukking kan veroorsaak. SCC is veral gevaarlik omdat dit selfs kan voorkom in die teenwoordigheid van stowwe wat van nature slegs effens korrosief vir die metaal is. Dit beteken dat die gevaarlike korrosie plaasvind terwyl die res van die metaaloppervlak oppervlakkig onaangeraak voorkom.
- Die voorkoming van SCC is deels 'n ontwerpprobleem. Byvoorbeeld, deur 'n materiaal wat SCC-bestand is in die omgewing waarin die metaal werk, te kies en te verseker dat die metaalmateriaal behoorlik stresgetoets word, kan dit help om SCC te voorkom. Boonop kan die proses om 'n metaal te gloei, die oorblywende spanning van die vervaardiging daarvan uitskakel.
- Dit is bekend dat SCC vererger word deur hoë temperature en die teenwoordigheid van vloeistof wat opgeloste chloriede bevat.
Metode 2 van 3: Voorkoming van korrosie met tuisoplossings
Stap 1. Verf die metaaloppervlak
Miskien is die algemeenste, bekostigbare metode om metaal teen korrosie te beskerm, bloot om dit met 'n laag verf toe te maak. Die proses van roes behels vog en 'n oksideermiddel wat met die oppervlak van die metaal in wisselwerking tree. As die metaal dus bedek is met 'n beskermende versperring van verf, kan geen vog of oksideermiddels met die metaal self in aanraking kom nie en vind geen roes plaas nie.
- Verf self is egter kwesbaar vir agteruitgang. Dien verf weer toe wanneer dit afgebreek, verslete of beskadig raak. As die verf tot so 'n mate afbreek dat die onderliggende metaal blootgestel word, moet u dit ondersoek vir korrosie of skade aan die blootgestelde metaal.
-
Daar is verskillende metodes om verf op metaaloppervlakke aan te bring. Metaalwerkers gebruik dikwels verskeie van hierdie metodes saam om te verseker dat die hele metaalvoorwerp deeglik bedek is. Hieronder is 'n voorbeeld van metodes met kommentaar op die gebruik daarvan:
- Borsel-gebruik vir moeilik bereikbare ruimtes.
- Roller - word gebruik om groot oppervlaktes te bedek. Goedkoop en gerieflik.
- Lugbespuiting - word gebruik om groot oppervlaktes te bedek. Vinniger, maar minder doeltreffend as rollers (verfverlies is hoog).
- Luglose spuit/Elektrostatiese luglose spuitstof - word gebruik om groot oppervlaktes te bedek. Vinnig en maak voorsiening vir veranderlike vlakke van dik/dun konsekwentheid. Minder vermors as gewone lugspuit. Toerusting is duur.
Stap 2. Gebruik mariene verf vir metaal wat aan water blootgestel word
Metaalvoorwerpe wat gereeld (of voortdurend) in aanraking kom met die water, soos bote, benodig spesiale verf om te beskerm teen die groter moontlikheid van roes. In hierdie situasies is 'normale' roes in die vorm van roes nie die enigste bron van kommer nie (alhoewel dit die belangrikste is), aangesien die seelewe (brak, ens.) Wat op onbeskermde metaal kan groei, 'n ekstra bron van slytasie kan word en korrosie. Om metaalvoorwerpe soos bote ensovoorts te beskerm, moet u 'n hoëgraadse mariene epoksieverf gebruik. Hierdie tipe verf beskerm nie net die onderliggende metaal teen vog nie, maar ontmoedig ook die groei van die seelewe op die oppervlak.
Stap 3. Dien beskermende smeermiddels toe op bewegende metaalonderdele
Vir plat, statiese metaaloppervlaktes is verf uitstekend om vog uit te hou en korrosie te voorkom sonder om die bruikbaarheid van die metaal te beïnvloed. Verf is egter gewoonlik nie geskik vir die verskuiwing van metaalonderdele nie. As u byvoorbeeld oor 'n deurskarnier verf, as die verf droog word, hou dit die skarnier vas en belemmer dit sy beweging. As u die deur oopdwing, sal die verf kraak, sodat daar gate vir vog by die metaal uitkom. 'N Beter keuse vir metaalonderdele soos skarniere, verbindings, laers, ensovoorts, is 'n geskikte wateronoplosbare smeermiddel. 'N Deeglike laag van hierdie tipe smeermiddel sal natuurlik vog afweer en terselfdertyd die gladde, maklike beweging van u metaaldeel verseker.
Omdat smeermiddels nie soos verf droog word nie, verswak dit mettertyd en benodig dit af en toe. Smeer gereeld smeermiddels op metaalonderdele aan om te verseker dat dit effektief bly as beskermende seëlmiddels
Stap 4. Maak metaaloppervlaktes deeglik skoon voordat geverf of gesmeer word
Of u nou gewone verf, mariene verf of 'n beskermende smeermiddel/seëlmiddel gebruik, u wil verseker dat u metaal skoon en droog is voordat u met die toedieningsproses begin. Maak seker dat die metaal heeltemal vuil, vet, oorblywende sweisafval of bestaande korrosie is, aangesien hierdie dinge u pogings kan ondermyn deur by te dra tot toekomstige roes.
- Vuil, vuil en ander puin belemmer verf en smeermiddels deur te verhoed dat die verf of smeermiddel direk aan die metaaloppervlak kleef. As u byvoorbeeld op 'n staalplaat verf met 'n paar dwaalmetaalskaafsels daarop, sal die verf op die skaafsels plaas, sodat daar leë spasies op die onderliggende metaal bly. As en wanneer die skaafsels afval, is die blootgestelde plek kwesbaar vir korrosie.
- As u 'n metaaloppervlak met bestaande korrosie verf of smeer, moet u doel wees om die oppervlak so glad en gereeld moontlik te maak om die seëlmiddel so goed as moontlik by die metaal te hou. Gebruik 'n draadborstel, skuurpapier en/of chemiese roesverwyderaars om soveel as moontlik korrosie te verwyder.
Stap 5. Hou onbeskermde metaalprodukte weg van vog
Soos hierbo opgemerk, word die meeste vorme van korrosie deur vog vererger. As u nie daarin slaag om u metaal 'n beskermende laag verf of seëlmiddel te gee nie, moet u sorg dat dit nie aan vog blootgestel word nie. As u probeer om onbeskermde metaalgereedskap droog te hou, kan dit die gebruik daarvan verbeter en hul lewensduur verleng. As u metaalvoorwerpe blootgestel word aan water of vog, moet u dit onmiddellik skoonmaak en droog na gebruik om te voorkom dat korrosie begin.
Behalwe dat u let op blootstelling aan vog tydens gebruik, moet u ook die metaalvoorwerpe binnenshuis op 'n skoon, droë plek bêre. Vir groot voorwerpe wat nie in 'n kas of kas pas nie, bedek die voorwerp met 'n seil of lap. Dit help om vog uit die lug weg te hou en voorkom dat stof op die oppervlak ophoop
Stap 6. Hou metaaloppervlaktes so skoon as moontlik
Na elke gebruik van 'n metaalvoorwerp, of die metaal geverf is of nie, moet u die funksionele oppervlaktes skoonmaak en vuil, vuil of stof verwyder. Versameling van vuil en puin op die metaaloppervlak kan bydra tot die slytasie en oor van die metaal en/of die beskermende laag, wat mettertyd tot korrosie kan lei.
Metode 3 van 3: Voorkoming van korrosie met gevorderde elektrochemiese oplossings
Stap 1. Gebruik 'n galvaniseringsproses
Gegalvaniseerde metaal is metaal wat met 'n dun laag sink bedek is om dit teen korrosie te beskerm. Sink is meer chemies aktief as die onderliggende metaal, so dit oksideer as dit aan lug blootgestel word. Sodra die sinklaag oksideer, vorm dit 'n beskermende laag wat verdere korrosie van die metaal daaronder voorkom. Die algemeenste tipe galvanisering vandag is 'n proses wat warmgalvanisering genoem word, waarin metaaldele (gewoonlik staal) in 'n houer warm, gesmelte sink gedompel word om 'n eenvormige laag te kry.
-
Hierdie proses behels die hantering van industriële chemikalieë, waarvan sommige by kamertemperatuur gevaarlik is, by uiters warm temperature, en daarom moet niemand anders as opgeleide vakmanne dit probeer nie. Hieronder is die basiese stappe van die warmverzinkingsproses vir staal:
- Die staal word skoongemaak met 'n bytende oplossing om vuil, vet, verf, ens. Te verwyder en dan deeglik gespoel.
- Die staal word in suur gepekel om die meulskaal te verwyder, en dan gespoel.
- 'N Materiaal wat 'n vloed genoem word, word op die staal aangebring en laat droog word. Dit help die finale sinklaag om aan die staal vas te hou.
- Die staal word in 'n houer met gesmelte sink gedoop en tot die temperatuur van die sink verhit.
- Die staal word afgekoel in 'n "blustenk" wat water bevat.
Stap 2. Gebruik 'n offer -anode
Een manier om 'n metaalvoorwerp teen korrosie te beskerm, is om 'n klein, reaktiewe stuk metaal wat 'n offeranode genoem word, elektries daaraan vas te maak. As gevolg van die elektrochemiese verhouding tussen die groter metaalvoorwerp en die klein reaktiewe voorwerp (hieronder kortliks verduidelik), sal slegs die klein, reaktiewe stuk metaal roes ondergaan, wat die groot, belangrike metaalvoorwerp ongeskonde laat. As die offeranode heeltemal roes, moet dit vervang word, anders begin die groter metaalvoorwerp korrodeer. Hierdie metode van korrosiebeskerming word dikwels gebruik vir begrawe strukture, soos ondergrondse opgaartenks, of voorwerpe wat konstant in aanraking kom met water, soos bote.
- Offer -anodes word gemaak van verskillende tipes reaktiewe metaal. Sink, aluminium en magnesium is drie van die mees algemene metale wat hiervoor gebruik word. Vanweë die chemiese eienskappe van hierdie materiale word sink en aluminium dikwels gebruik vir metaalvoorwerpe in soutwater, terwyl magnesium meer geskik is vir varswaterdoeleindes.
- Die rede waarom 'n offeranode werk, het te doen met die chemie van die korrosieproses self. As 'n metaalvoorwerp roes, vorm gebiede wat chemies soos die anodes en katodes in 'n elektrochemiese sel lyk. Elektrone vloei van die meeste anode dele van die metaal oppervlak na omliggende elektroliete. Aangesien offer -anodes baie reaktief is in vergelyking met die metaal van die voorwerp wat beskerm word, word die voorwerp self baie katodies in vergelyking en vloei dus elektrone uit die offer -anode, wat veroorsaak dat dit korrodeer, maar die res van die metaal spaar.
Stap 3. Gebruik beïndruk stroom
Omdat die chemiese proses agter metaalkorrosie elektriese stroom behels in die vorm van elektrone wat uit die metaal vloei, is dit moontlik om 'n eksterne elektriese stroombron te gebruik om die bytende stroom te oorweldig en korrosie te voorkom. Hierdie proses (genoem indrukwekkende stroom) verleen in wese 'n deurlopende negatiewe elektriese lading aan die metaal wat beskerm word. Hierdie lading oorheers die stroom wat veroorsaak dat elektrone uit die metaal vloei, wat korrosie stop. Hierdie tipe beskerming word dikwels gebruik vir begrawe metaalstrukture soos opgaartenks en pypleidings.
- Let daarop dat die tipe stroom wat gebruik word vir onderdrukte stroombeskermingstelsels gewoonlik gelykstroom (GS) is.
- Gewoonlik word korrosie-voorkomende beëindigde stroom opgewek deur twee metaalanodes in die grond naby die metaalvoorwerp wat beskerm moet word, te begrawe. Stroom word deur 'n geïsoleerde draad na die anodes gestuur, wat dan deur die grond en in die metaalvoorwerp vloei. Stroom gaan deur die metaalvoorwerp en keer terug na die bron van die stroom (kragopwekker, gelykrigter, ens.) Deur 'n geïsoleerde draad.
Stap 4. Gebruik anodisering
Anodisering is 'n spesiale tipe beskermende oppervlakbedekking wat gebruik word om metaal teen korrosie te beskerm, en ook vir die aanbring van matryse en so meer. As u ooit 'n helderkleurige metaalkarabyn gesien het, het u 'n gekleurde geanodiseerde metaaloppervlak gesien. In plaas van die fisiese aanwending van 'n beskermende laag, soos met verf, gebruik anodisering 'n elektriese stroom om die metaal 'n beskermende laag te gee wat byna alle vorme van roes voorkom.
- Die chemiese proses agter anodisering behels die feit dat baie metale, soos aluminium, natuurlik chemiese produkte vorm wat oksiede genoem word wanneer dit met suurstof in die lug in aanraking kom. Dit het tot gevolg dat die metaal gewoonlik 'n dun buitenste oksiedlaag het wat (in wisselende mate, afhangende van die metaal) beskerm teen verdere roes. Die elektriese stroom wat in die anodiseringsproses gebruik word, skep in wese 'n baie dikker opbou van hierdie oksied op die oppervlak van die metaal as wat normaalweg sou voorkom, wat uitstekende beskerming bied teen korrosie.
-
Daar is verskillende maniere om metale te anodiseer. Hieronder is die basiese stappe van een anodiseringsproses. Sien Hoe om aluminium te anodiseer vir meer inligting.
- Die aluminium word skoongemaak en ontvet.
- Die oppervlakte-onsuiwerhede van aluminium word verwyder met 'n ontvettingsoplossing.
- Die aluminium word teen konstante stroom en temperatuur in 'n suurbad verlaag (byvoorbeeld 12 ampère/vierkante voet en 21 tot 22 grade Celsius).
- Die aluminium word verwyder en gespoel.
- Die aluminium word opsioneel in kleurstof ondergedompel by 38-60 grade C (100-140 ° F).
- Die aluminium word verseël deur dit 20-30 minute in kookwater te plaas.
Stap 5. Gebruik 'n metaal wat passivering vertoon
Soos hierbo genoem, vorm sommige metale natuurlik 'n beskermende oksiedlaag by blootstelling aan lug. Sommige metale vorm hierdie oksiedlaag so effektief dat dit uiteindelik relatief chemies onaktief raak. Ons sê dat hierdie metale passief is met verwysing na die passiveringsproses waardeur dit minder reaktief raak. Afhangende van die gewenste gebruik, hoef 'n passiewe metaalvoorwerp nie noodwendig ekstra beskerming nodig te hê om dit korrosiebestand te maak nie.
-
'N Bekende voorbeeld van 'n metaal wat passivering toon, is vlekvrye staal. Vlekvrye staal is 'n allooi van gewone staal en chroom wat in die meeste omstandighede effektief korrosiebestand is, sonder dat dit ander beskerming benodig. Vir die meeste daaglikse gebruike is roes gewoonlik nie 'n bron van kommer by vlekvrye staal nie.
Daar word egter vermeld dat vlekvrye staal onder sekere omstandighede nie 100% korrosiebestand is nie, veral in soutwater. Op dieselfde manier word baie passiewe metale onder sekere uiterste toestande nie-passief en kan dit dus nie vir alle gebruike geskik wees nie
