Основным легирующим элементом для оксидной пленки является магний. При температурах более 340°C магний диффундирует из общей массы сплава, и даже при уровнях менее 50 промилей (мкм) магния происходит конкурирующая реакция окисления между диффузией магния наружу и диффузией кислорода внутрь. При более высоких уровнях магния (до 4%) происходит формирование двухслойной пленки оксида алюминия вблизи металла, а так же наружного слоя MgO. Утолщение этих оксидных пленок происходит вплоть до полного истощения слоя магния. Типичные кривые прироста по массе для Al-4.2%Mg сравнимы с этим же фактором для сверхчистого алюминия. Итог современному пониманию процесса окисления сплавов алюминия и магния в своих работах подвели ученые Вефер и Филд и др.
В таблице приведены значения толщины типичных оксидных пленок естественного происхождения в сравнении с химическими и анодными оксидными покрытиями.Разрыв оксидной пленки может произойти в результате механического повреждения или химической атаки анионами, типа ионов хлора. В большинстве случаев восстановление происходит моментально, и, в зависимости от содержания влаги в окружающей среде, может сопровождаться реакцией восстановления кислорода или реакцией выделения водорода.
Все больше появляется свидетельств того, что в оксидных пленках существуют потоки, которые могут использоваться как центры кристаллизации при разрыве пленки. Данная информация основана на результатах электрохимических исследований и на данных микроскопического исследования проходящих электронов. В связи с этим было выдвинуто предположение, что в растворах дефекты развиваются и репассивируются непрерывно, а присутствие агрессивных ионов тормозит стадию репассивации, при этом ямки служат в качестве центров кристаллизации. Прямым доказательством тому является наличие электрохимических шумов, формируемых до инициации ямки. Можно утверждать, что даже при существовании дефектов агрессивные ионы все равно будут проникать сквозь их основания. Это может реализовываться путем формирования нестойких сложных ионов или путем развития островков соли, например AlCl3.6H2 O, за чем следует обесточенное растворение. Или же локальное значение рН в дефекте может стать слишком малым для эффективного уничтожения основания дефекта и таким образом оставить поверхность алюминия без защиты. В настоящее время все больше ученых склоняются к последнему варианту. В результате повреждения пленки происходит ее коррозия, которая более подробно рассматривается в следующем разделе
Источник
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.
Экология СПРАВОЧНИК
Коррозия резервуаров (средств хранения), топливных отсеков реактивных самолетов сопровождается образованием на их стенках и дне коричневого слизистого осадка, представляющего собой сгустки твердых загрязнений топлив, воды и бактерий. Иногда слизистый осадок покрывает сплошь всю нижнюю поверхность топливных отсеков. После удаления этого осадка обнаруживается, что полимерное защитное покрытие топливных отсеков разрушилось и на поверхности алюминия появились очаги коррозии. В этих случаях коррозия носит питгинговый характер, или бывает настолько глубокой, что топливо начинает просачиваться или обнаруживаться на поверхности крыла реактивного самолета.[ …]
Алюминий по своим химическим свойствам — активный металл ,и в присутствии окислителей быстро покрывается окисной пленкой А1203: которая становится защитным слоем и резко снижает его химическую активность. Устойчивость алюминия против коррозии во многом зависит от условий, в которых он находится. Алюминий устойчив в тех случаях, когда сохраняется защитная .пленка, и неустойчив, когда пленка А1203 разрушается или не может быть образована. На воздухе алюминий покрывается защитной пленкой окиси алюминия толщиной-■0,01—0,02 мк.[ …]
Коррозия оказывает влияние на морфологию повреждений поверхности и скорость механической эрозии под действием кавитации. При измерениях остаточных напряжений указанные выше исследователи установили, что механическое повреждение, вызванное в поверхностном слое кавитацией, было значительно меньше, когда на металл накладывался анодный ток. Таким образом, представляется, что находящиеся в состоянии механического напряжения слои могут непрерывно удаляться приложенным током, и скопление кавитационных пузырьков будет воздействовать на свежую, нена-клепанную поверхность металла. С другой стороны, Хирс и Спекхардт [121] наблюдали увеличение «механической» составляющей потери массы меди при наложении анодного тока. Однако область кавитации, вызванной неровностями поверхности металла, была в этих условиях более плоской и широкой. Это приписывалось преимущественному растворению гребней неровностей. Повреждения поверхности пассивных металлов (титана, алюминия и железа [21, 118, 119] распределены неоднородно вследствие местного растрескивания пленки и ускоренной коррозии обнаженных участков. Местная коррозия (в особенности питтинг) усиливает механическую эрозию, так как шероховатая поверхность способствует образованию пустот в питтингах [4].[ …]
Наблюдения за алюминиевыми пластинками, находившимися в различных атмосферных условиях в течение долгого времени, показали прямое соответствие между скоростью коррозии и содержанием Б02 в атмосфере [86]. В атмосфере промышленных районов на поверхности алюминия образуется серосодержащий продукт коррозии А12(804)з-18НгО[87]. При низкой относительной влажности алюминий поглощает незначительное количество Э02 в основном за счет физической адсорбции [87]. При повышении влажности поглощение увеличивается, хотя и не достигает таких размеров, как для железа и цинка [74, 87]. Предполагаемым механизмом ускорения коррозии алюминия в присутствии ЭОг является воздействие кислотой среды на защитную оксидную пленку; кислота образуется при растворении и окислении 02 в водной пленке на поверхности металла [87].[ …]
Вызывает коррозию железа, цинка, алюминия; натриевая соль менее коррозийна и стабильна при отсутствии влаги.[ …]
Ускоренная коррозия в содержащих серу окислительных газах и солях щелочных металлов известна под названием «высокотемпературная коррозия». Высокотемпературная коррозия связана с образованием солей щелочных металлов Ма2504 и К2Э04, которые растворяют защитные окисные пленки, и в результате на металлах образуются незащитные окисные пленки £33]. Введение окиси ванадия, ванадия [6], хлоридов [100] и свободного углерода [60] в газовую среду увеличивает скорость высокотемпературной коррозии. Добавки алюминия и хрома к сплаву в общем повышают его стойкость к высокотемпературной коррозии.[ …]
Малая плотность алюминия, высокие электропроводность, пластичность и устойчивость к коррозии позволяют использовать его в чистом виде и в сплавах с другими металлами в самых разнообразных отраслях промышленности.[ …]
Установлено, что алюминий -марки АД1М непригоден в качестве материала; тары под 20% к.э. ВФ из-за активного характер питтинговой коррозии на нем. Возникновение питтинговой коррозии в средах к.э. ВФ связывают с присутствием О-ионов, являющихся активаторами локальных видов коррозии.[ …]
Коррозийная стойкость алюминия во многом зависит и от его чистоты: чем меньше в алюминии примесей, тем больше его коррозиоустойчивость. Скорость коррозии алюминиевого сплава, содержащего 98% алюминия в 80 раз больше, чем содержащего 99,5% ¡алюминия [55].[ …]
Поверхности деталей из алюминия, меди и их сплавов очищают от коррозии тонким порошком или куском пемзы или наждачной бумагой с зернистостью не ниже 180, смоченными бензином-растворителем или трансформаторным маслом. Зачищенную поверхность протирают хлопчатобумажными салфетками, смоченными бензином Б-70.[ …]
Железо и цинк больше подвержены коррозии в присутствии солей, а не в присутствии газов, латунь и алюминий — наоборот [60].[ …]
Протекторы изготовляют из цинка, алюминия и сплавов, являющихся анодами по отношению к железу. Протекторную защиту широко применяют для борьбы с коррозией в емкостях и особенно в подземных магистральных нефте- и газопроводах, удлиняя срок их службы и предотвращая утечки продукта в почву, а затем в водоемы и воздух. Эти утечки могут быть большими, так как продукт перекачивается под высоким давлением, а расстояния между запорными устройствами — значительны.[ …]
Способствует увеличению скорости коррозии и присутствие нескольких металлов, например сталь-алюминий, сталь-медь. В этом случае, особенно в присутствии воды, интенсивно протекают процессы электрохимической коррозии, продукты которой загрязняют топлива и масла.[ …]
Кислотные осадки ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения зданий, сооружений. Установлено, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельских районах. Многочисленны примеры начавшегося с середины XX в. разрушения памятников истории и культуры, изготовленных из природных минералов (мрамора, известняка и других, имеющих в своем составе СаС03 и МёС03).[ …]
Большую проблему представляет собой коррозия металлов под действием кислотных осадков [21, 34]. Различные металлы — медь, алюминий, железо и даже сталь — быстро поглощают на своей поверхности двуокись серы и кислоты и постепенно разрушаются [55].[ …]
В обычных атмосферных условиях чистый алюминий устойчив против коррозии и не требует специальной защиты. В условиях города или промышленных предприятий, где атмосфера •сильно загрязнена, алюминий неустойчив и требуется защита.. В воде алюминий устойчив в том случае, если в ней содержится мало хлоридов и фторидов; в морской воде алюминий неустойчив и без защиты не применяется. Алюминий устойчив в растворах сульфатов и нитратов. В щелочных растворах алюминий неустойчив [68].[ …]
Результаты количественной оценки ПК на алюминии приведены в таблице. Оценка питтинговой коррозии проводилась на четырех образцах А1, два из которых находились в жидкой фазе, два — на границе раздела фаз (жидкость—пар).[ …]
Установлено, что максимальная скорость коррозии для углеродистой стали наблюдается при температурах циркулирующей воды 45—65°С. Сплавы ЭЖ-2, ЭИ-811, ЭИ-268, ЭИ-645, вТ-1, хотеллой «С», алюминий в потоках воды коррозионно устойчивы.[ …]
Расчет ресурсов амортизационного лома по алюминию выполняют, исходя из объема металлофонда, который определяют суммированием ежегодных металлоинвестиций за вычетом амортизации, потерь металла от коррозии, истирания и неполноты сбора амортизационного лома. Расчет образования амортизационного лома по отдельным его видам выполняют, исходя из металлоинвестиций на выпуск данного изделия и срока его службы.[ …]
Технология получения дигидроксосульфата алюминия (ДГСА) A12(S04)2(0H)2 — 11Н20 до недавнего времени не была разработана, и поэтому он не применялся в качестве коагулянта. Мицеллы, образовавшиеся в результате гидролиза, несут более высокий положительный заряд и обладают лучшей адсорбционной способностью. Являясь более основным коагулянтом, растворы его менее агрессивны, благодаря чему резко снижается кислотная коррозия оборудования и коммуникаций. Для производства дигидроксосульфата требуется значительно меньше (на 33 %) серной кислоты, что позволяет существенно снизить его себестоимость. Расход нового коагулянта (в расчете на А1203) на 15—20 %, а в некоторых случаях на 30—35 % ниже, чем сульфата алюминия.[ …]
В случаях обработки сточной »оды сернокислым алюминием ее активная реакция при повторном использовании снижается. Для предотвращения коррозии трубопроводов и сооружений оборотная вода подщелачивается известью; доза ее не превышает 70 мг)л в пересчете на СаО.[ …]
Произведена количественная оценка питтинговой коррозии микроскопическим методом на алюминии марки АД1М в средах концентрата эмульсии (к.э. винилфосфата (ВФ).[ …]
Основными способами предотвращения или уменьшения коррозии резервуаров, трубопроводов и другого оборудования являются: применение коррозионностойких металлов и сплавов, замена металлических изделий химически стойкими неметаллическими, нанесение защитных покрытий, введение в жидкость специальных присадок •—■ ингибиторов коррозии. Иногда для этой цели применяют также электрохимическую защиту металлоконструкций. Применение стойких к коррозии металлов и их сплавов для изготовления резервуаров, трубопроводов, цистерн и другого оборудования для транспортировки и хранения жидкостей является весьма эффективным способом предотвращения образования коррозионных загрязнений, но довольно высокая стоимость этих материалов и большой спрос на них в различных отраслях народного хозяйства ограничивает область использования данного способа борьбы с коррозией. Обычно из стойких к коррозии металлов (нержавеющей стали, алюминия и т. п.) изготовляют оборудование для хранения и транспортирования жидкостей, имеющих ярко выраженные агрессивные свойства (неорганических кислот, щелочей и т. п.), а также в случаях, когда к чистоте жидкостей предъявляют особо высокие требования.[ …]
Результаты трех циклов таковы: в омагниченных растворах коррозия стали снизилась на 87,8%, алюминия— на 88,2% и чугуна — на 68,3%. Увеличение противокоррозионного действия (для стали в 4—5 раз) свидетельствует о целесообразности многократной магнитной обработки данного раствора.[ …]
В зависимости от типа металла и времени экспозиции скорости коррозии в городской атмосфере от 1,5 до 5 раз выше скоростей, наблюдаемых в сельской местности [18]. Трехкратное уменьшение содержания БОг в воздухе Питтсбурга с 0,15 до 0,05 млн-1 за период с 1926 по 1960 г. привело почти к четырехкратному уменьшению скорости коррозии цинка. На рис. 1.6 показано влияние БОг на коррозию малоуглеродистой стали в Чикаго. Двуокись серы считается наиболее вредным загрязнителем, влияющим на коррозию металлов. Скорость коррозии в значительной степени зависит также от температуры и особенно относительной влажности воздуха. Алюминий слабо подвержен воздействию БОг-Однако при относительной влажности 70% и более скорость коррозии резко увеличивается [28];. НАКЗА опубликовала недавно результаты долговременных исследований влияния атмосферы на предел прочности алюминия на разрыв [29]. Экспозиция в сельских районах приводит за 20 лет к уменьшению предела прочности алюминия на 1% или менее, тогда как промышленная атмосфера за тот же период приводит соответственно к величинам от 14 до 17%. В литературе имеется обширный обзор, который посвящен коррозии металлов, обусловленной различными атмосферными характеристиками, за период до 1960 г. [30]. Серная и сернистая кислоты воздействуют на различные строительные материалы, включая известняк, мрамор, шиферные плиты и известковый строительный раствор. Образующиеся ¡при этом хорошо растворимые сульфаты выщелачиваются затем дождем. Особо чувствительны к содержанию загрязнителей в атмосфере ткани, изготовленные из нейлона, прежде всего нейлоновые чулки. Воздействие и а них связано, очевидно, с 502 или аэрозолями серной кислоты.[ …]
Соли железа как коагулянты, имеют ряд преимуществ перед солями алюминия: лучшее действие при низких температурах воды; более широкая область оптимальных значений pH среды; большая прочность и гидравлическая крупность хлопьев; возможность использовать для вод с более широким диапазоном солевого состава; способность устранять вредные запахи и привкусы, обусловленные присутствием сероводорода. Однако имеются и недостатки: образование при реакции катионов железа с некоторыми органическими соединениями сильно окрашивающих растворимых комплексов; сильные кислотные свойства, усиливающие коррозию аппаратуры; менее развитая поверхность хлопьев.[ …]
При очистке питьевых и сточных вод в качестве коагулянтов используют соли алюминия, соли железа и их смеси в разных пропорциях. Реже применяют соли магния, цинка и титана. Коагулянты поставляют на водоочистные станции в виде кусков и плит, гранул и порошков, а иногда в виде концентрированных растворов. На станциях в специальных баках, защищенных от коррозии, приготавливают рабочие растворы коагулянтов определенной концентрации и дозируют их в обрабатываемую воду.[ …]
Компактность пленок зачастую оказывает решающее влияние на развитие процессов коррозии. Например, алюминий окисляется легче железа (более электроотрицателен). Однако на воздухе он устойчивее, так как, окисляясь, покрывается плотной пленкой оксида. Ее изолирующее действие тем более значительно, что образующийся А120з менее растворим в воде, чем оксиды железа.[ …]
Корпус сопла может быть изготовлен из латуни, нержавеющей стали, анодированного алюминия или другого металла, не подвергающегося коррозии под действием инсектицидов. Наконечник сопла с отверстием изготовляется из нержавеющей стали типа 18/8 или другого материала с равноценными антикоррозийными свойствами.[ …]
Вся аппаратура, применяемая при получении аммиакатов на основе аммиачной селитры, изготовляется из алюминия или нержавеющей стали. При изучении свойств аммиакатов различного состава было установлено, что аммиакаты на основе аммиачной селитры вызывают более интенсивную коррозию стали, чем аммиакаты, в которых наряду ю 1ЧН4Ы03 содержится кальциевая селитра. Поэтому целесообразно применение аммиакатов примерно следующего состава: 20% 1МНз, 30% ЫН4Ы03, 27,7% Са(Ы03)2 и 22,3% воды. Аммиакат такого состава содержит 31,9% азота, плотность жидкости при 20 °С равна 1,25 г/см3, давление паров при 20— 30 °С примерно 1 кгс/см2.[ …]
Так, например, я«елезо может содержаться в воде водоисточника, но в питьевую воду оно может попадать и как продукт коррозии металлических трубопроводов; алюминий моя«ет оказываться в питьевой воде в связи с применением его соединений для коагуляции воды на водопроводных станциях.[ …]
Нельзя допускать контакта деталей, окрашенных эмалями, содержащими ртутные фунгисиды, с деталями из незащищенного алюминия или его сплавов во избежание коррозии последних. При окраске таких деталей наносят на грунт не менее двух слоев эмали без фунгисидов. При введении в эмали ртутных фунгисидов необходимо соблюдать правила безопасности, относящиеся к работе с ртутными препаратами.[ …]
Неблагоприятное воздействие загрязнение воздушной среды оказывает (вследствие абразивного действия, осаждения сажи и коррозии) на фасады и крыши зданий, металлоконструкции и транспорт, причем коррозия металлов зависит от относительной влажности воздуха: коррозия алюминия начинается при влажности воздуха более 80%, мягкой стали — при влажности от 60 до 75%, никеля и меди — при влажности от 63 до 70%. Коррозия происходит в значительной степени под действием серной кислоты, которая образуется в воздухе при взаимодействии серного ангидрида с водяными парами и выпадает с дождем.[ …]
Действие синтетическихповерхностн о-а к т и в-ных веществ на оборудование. Результатом воздействия этих веществ на оборудование является коррозия, которая может возникнуть на металлических стенах стиральных машин, выпускных отверстиях умывальников, на оборудовании очистительных станций или в водоснабжающих станциях. Систематические опыты показали, что коррозионное действие растворов чистого алкиларилсульфоната (0,8 г активной части вещества на 1 л) является весьма малым, но оно усиливается при наличии неорганических солей. Самые большие повреждения претерпевает цинк, коррозия меди и алюминия намного меньше.[ …]
В Советском Союзе разработано несколько типовых конструкций сбцрно-разборных понтонов для цилиндрических резервуаров, которые монтируются через лазовые люки. Для изготовления элементов понтонов используют алюминий и его сплавы, пенопласты, пластики или комбинации этих материалов, причем предпочтение отдается понтонам из синтетических материалов, стоимость которых на 25—30% ниже, чем металлических, а масса меньше в 3—4 раза. При серийном изготовлении понтонов в заводских условиях монтаж их в резервуаре недолог (резервуар емкостью 5—10 тыс. м3 оборудуется бригадой из 3 человек за 8—10 дней). Капитальные вложения на сооружение понтонов окупаются снижением потерь бензина от испарения менее чем за 1 год эксплуатации резервуара. Применяемые ранее плавающие понтоны часто тонули в резервуарах и этим вызвали недоверие -к ним производственников. Причинами затопления понтонов .главным образом являются неудачные конструкции затворов, герметизирующих пространство между краем понтона и стенкой резервуара, а также дефекты сварки, трещины и коррозия или деформация резервуара. Затопляться могут и исправные понтоны за счет газовых и воздушных пробок, случайно закаченных под понтон вместе с нефтепродуктом или нефтью из подводящих трубопроводов после их ремонта, если трубопроводы не оборудованы фитингами для вывода газа. Газовоздушные пробки, всплывая над приемо-раздаточным патрубком, способны нарушить герметичность затвора и выбросить значительную массу жидкости на понтон. По этой же причине не рекомендуется закачивать в резервуары, оборудованные понтонами, продукты с давлением насыщенных паров выше установленной нормы.[ …]
В полупроизводственных условиях такой же раствор N30 с pH 5,6—5,7 циркулировал со скоростью 2 м/с в контуре, проходя 65—70 раз магнитное поле напряженностью 41 к А/м. Продолжительность цикла составляла 48 ч. В этих условиях коррозия пластин алюминия снизилась на 88%, Стали 45 — на 87% и чугуна — на 68%.[ …]
Близкие результаты получены и А. Н. Шаховым. Он подвергал магнитной обработке дистиллерную жидкость (концентрированный водный раствор солей, преимущественно хлоридов). В раствор помещали образцы из Стали 20, сплава алюминия с бронзой и медные пластинки. Напряженность магнитного поля в опытах с образцами стали составляла 5 кА/м (62 Э), с образцами алюминия с бронзой 35 кА/м (440 Э) и с образцами из бронзы 100 кА/м (1250 Э). При этом коррозия уменьшилась соответственно на 25, 25,6 и 64,3%.[ …]
Некоторые пигменты обладают специфическими свойствами, определяющими область их применения. Так, в настоящее время установлено, что цинковый крон является лучшим ингибитором, т. е. лучшим материалом для предохранения от коррозии алюминия и его сплавов; поэтому в грунтовки для алюминия и его сплавов в качестве пигмента вводят обязательно цинковый крон.[ …]
Более надежным приемом можно считать поддержание в межэлектродном объеме условий, предотвращающих образование мало-или нерастворимых соединений. Для выбора таких условий целесообразно использовать диаграммы Пурбе [104], описывающие область коррозии и пассивации металла в водных средах в зависимости от pH и ЕЬ. Как подтвердили экспериментальные исследования, для железа и алюминия необходимо поддерживать pH менее 4 или более 10 для активации поверхности электрода, а также редокси-потенциал ниже —(0,2ч-0,4) В. Подтверждением этих предпосылок являются электрокоагуляторы, предложенные Вильнюсским ПКБ механизации и автоматизации, использующие в качестве рабочего раствора кислые или щелочные электролиты гальванических или других производств.[ …]
При реагентной обработке осадка происходит коагуляция — процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. Образование при этом крупных хлопьев с разрывом сольвентных оболочек и изменением форм связи воды способствует изменению структуры осадка и улучшению его водоотдающих свойств. Эти соли вводят в осадок в виде 10 %-ных растворов. Могут быть также использованы отходы, содержащие РеС13, А О з и др. Наиболее эффективным является применение хлорного железа совместно с известью. Доза хлорного железа составляет 5-8%, извести 15-30% (от массы сухого вещества осадка). Недостатком реагентной обработки является высокая стоимость, повышенная коррозия материалов, сложность транспортирования, хранения и дозирования реагентов.[ …]
Коррозионная активность ряда металлов и сплавов уменьшается в определенных окружающих условиях. Такая потеря активности известна под названием «пассивация». Пассивация вызывается формированием защитной пленки (возможно, окис-ной) на поверхности металла. Природа и свойства защитных пленок очень важны с точки зрения стойкости к эрозионной коррозии. Способность этих пленок защищать металл зависит от быстроты и легкости, с которыми они образуются при первоначальной экспозиции металла в среде, от их стойкости к механическим повреждениям и от скорости их возобновления после разрушения или повреждения. Защита от коррозии железа, никеля, титана, алюминия и их сплавов, которые образуют пассивные окисные пленки, зависит от доступа кислорода к их поверхности. В связи с этим условия, при которых увеличивается скорость диффузии кислорода к поверхности указанных металлов, будут способствовать образованию окислов и, следовательно, уменьшению скорости коррозии металлов. Наоборот, увеличение скорости диффузии кислорода к поверхности активных (непассивирующихся) металлов, например меди, приводит к увеличению скорости разъедания металла вследствие возрастания скорости реакции по реакции (3).[ …]
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.
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
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.
Конструкционный материал для низких температур – алюминий
Алюминиевые сплавы являются очень важным классом конструкционных металлов для применения при отрицательных и даже криогенных температурах. Их применяют в деталях для работы при таких низких температурах как -270 °С. При отрицательных температурах большинство алюминиевых сплавов проявляют лишь незначительные изменения своих прочностных свойств.
Предел прочности при растяжении (временное сопротивление) и предел текучести алюминиевых сплавов со снижением температуры могут лишь незначительно уменьшаться, а ударная прочность остается приблизительно постоянной. Поэтому алюминий является полезным материалом для многих низкотемпературных применений.
Основным сдерживающим фактором широкого применения алюминиевых сплавов в криогенной технике является их довольно низкое относительное удлинение по сравнению с некоторыми аустенитно-ферритными сталями. Поэтому в критических применениях с повышенными требованиями к безопасности, применяют все-таки эти стали.
