Korrosioon on protsess, mille käigus raua lagundatakse erinevate oksüdeerivate ainete juuresolekul keskkonnas. Korrosioonil on palju vorme ja sellel võib olla palju põhjuseid. Üks levinud näide on roostetamisprotsess, mille käigus raud oksüdeerub niiskuse juuresolekul. Korrosioon on tõsine probleem hoonete, paatide, lennukite, autode ja muude metalltoodete tootjatele. Näiteks kui rauda kasutatakse silla osana, on raua konstruktsiooniline terviklikkus, mida võib kahjustada korrosioon, kriitilise tähtsusega silla kasutavate inimeste turvalisuse seisukohalt. Vaadake allpool 1. sammu, et õppida õppima, kuidas rauda korrosiooniohu eest kaitsta ja kuidas korrosiooni kiirust aeglustada.
Samm
Meetod 1 /3: Raua korrosiooni levinumate tüüpide mõistmine
Kuna tänapäeval kasutatakse nii palju erinevaid rauatüüpe, peavad ehitajad ja tootjad kaitsma mitut tüüpi korrosiooni eest. Igal raual on ainulaadsed elektrokeemilised omadused, mis määravad, millist tüüpi korrosiooni (kui üldse) see on vastuvõtlik. Allolevas tabelis kirjeldatakse mõningaid tavalisi triikrauad ja nende läbiviidavad korrosioonitüübid.
| Raud | Raudkorrosiooni haavatavus | Üldised ennetusmeetodid | Galvaaniline tegevus* |
|---|---|---|---|
| Roostevaba teras (passiivne) | Ühtne rünnak, galvaaniline, perforeeritud, pragunenud (kõik peamiselt merevees) | Puhastus, kaitsekate või tihend | Madal (korrosiooni esialgsed vormid moodustavad kaitsva oksüdatsioonikihi) |
| Raud | Vormirünnak, galvaaniline, pragu | Puhastamine, kaitsekate või tihend, galvaniseerimine, roostevastane | Pikk |
| Messing | Ühtne rünnak, desinfitseerimine, stress | Puhastus, kaitsekate või tihend (tavaliselt õli või lakk), plii, alumiiniumi või arseeni lisamine sulamitele | Praegu |
| Alumiinium | Galvaaniline, augud, praod | Puhastus, kaitsekate või tihend, anood, galvaniseerimine, katoodkaitse, elektriisolatsioon | Kõrge (esialgne korrosioon moodustab vastupidava oksüdatsioonikihi) |
| Vask | Galvaaniline, auk, esteetiline plekk | Puhastamine, kaitsekate või tihendus, metallisulamitele nikli lisamine (eriti soolvee jaoks) | Madal (esialgne korrosioon moodustab säiliva patina) |
*Pidage meeles, et veerg „Galvaaniline aktiivsus” viitab raua seotud keemilisele aktiivsusele, nagu on kirjeldatud võrdlusallika galvaanilises tabelis. Selles tabelis on „mida suurem on raua galvaaniline aktiivsus, seda kiiremini läbib see galvaanilist korrosiooni, kui seda kombineerida vähem aktiivse rauaga”.
Samm 1. Vältida rauapinna kaitsmist ühtlase ründekorrosiooni eest
Ühtlane ründekorrosioon (mõnikord lühendatud „ühtlaseks” korrosiooniks) on korrosioonitüüp, mis esineb seega ühtlaselt katmata metallpindadel. Seda tüüpi korrosiooni korral ründab kogu raua pind korrosiooni ja seega toimub korrosioon ühtlase kiirusega. Näiteks kui kaitsmata metallkatus puutub regulaarselt kokku vihmaga, puutub kogu katusepind kokku sama koguse veega ja korrodeerub seega ühtlase kiirusega. Lihtsaim viis ühtlase rünnaku eest kaitsmiseks on tavaliselt marja ja söövitava aine vahele kaitsetõkke paigutamine. See võib olla mitmeid asju - värv, õlitihendid või „elektrokeemiline lahus“, näiteks tsingitud tsingikate.
Maa -alustes või keelekümblusolukordades on hea võimalus ka katoodkilp
Samm 2. Vältida galvaanilist korrosiooni, katkestades ioonide voolu ühest rauast teise
Üks oluline korrosioonivorm, mis võib tekkida sõltumata raua füüsilisest tugevusest, on galvaaniline korrosioon. Galvaaniline korrosioon tekib siis, kui kaks erineva elektroodipotentsiaaliga triikrauda puutuvad kokku elektrolüüdi (näiteks soolase veega) juuresolekul, mis tekitab nende vahel elektrijuhtivuse. Kui see juhtub, voolavad rauaioonid aktiivsemalt raualt vähem aktiivsele rauale, põhjustades aktiivsema raua korrosiooni kiiremini ja vähem aktiivse raua korrosiooni aeglasemalt. Praktilises mõttes tähendab see seda, et kahe triikraua kokkupuutekohas tekib aktiivsemale rauale korrosioon.
- Kõik kaitsemeetodid, mis takistavad ioonide voolamist triikraudade vahel, võivad peatada galvaanilise korrosiooni. Rauale kaitsekihi andmine võib aidata vältida elektrolüütide keskkonnast tekkimist kahe triikraua vahele elektrijuhtivusraja, mis samuti hästi toimivad elektrokeemilised varjestusprotsessid nagu galvaniseerimine ja anood. Samuti saate vältida raua elektriliselt isoleerivate piirkondade galvaanilist korrosiooni.
- Lisaks võib katood- või anoodkaitse kasutamine kaitsta olulist rauda galvaanilise korrosiooni eest. Lisateabe saamiseks vaadake allpool.
Samm 3. Vältige aukude korrosiooni, kaitstes rauapinda, vältides kloriidiallikaid keskkonnas ning vältides lööke ja kriimustusi
Pitsimine on korrosiooni vorm, mis toimub mikroskoopilisel skaalal, kuid millel võivad olla suured tagajärjed. Avad on raua jaoks suur mure, mille korrosioonikindlus tuleneb selle pinnal olevast õhukesest kihist passiivsest ühendist, kuna selline korrosioonivorm võib põhjustada konstruktsioonirikke olukordades, kus kaitsekate seda tavaliselt takistab. Auke tekib seal, kus väike rauatükk kaotab passiivse kaitsekihi. Kui see juhtub, tekib galvaaniline korrosioon mikroskoopilisel skaalal, mille tagajärjel tekivad rauas väikesed augud. Selles augus muutub keskkond happerikkaks, mis kiirendab protsessi. Auke ennetatakse tavaliselt metallpinnale kaitsekihiga ja/või katoodkaitsega.
Kokkupuude kõrge kloriidisisaldusega keskkonnaga (näiteks soolane vesi) võib perforatsiooniprotsessi kiirendada
Samm 4. Vältida korrosiooni pragunemist, minimeerides kitsad ruumid objekti kujunduses
Pragude korrosioon tekib metallobjektide ruumides, kus ligipääs ümbritsevale vedelikule (õhk või vedelik) on väga halb - näiteks poltide all, seibide all, õõtsade all või liigendühenduste vahel. Pragude korrosioon tekib siis, kui metallpindade vahe on piisavalt lai, et võimaldada vedelikul siseneda, kuid piisavalt kitsas, nii et vedelikku on raske välja pääseda ja see jääb seisma. Selle väikese ruumi keskkond muutub söövitavaks ja triikraud hakkab pragunemisega sarnase protsessi käigus korrodeeruma. Korrosioonipragunemise vältimine on üldiselt disainiprobleem. Minimeerides kitsaste lünkade olemasolu metallesemete ehitamisel nende lünkade katmise või ringluse tagamise kaudu, on võimalik pragude korrosiooni minimeerida.
Pragude korrosioon on eriti murettekitav raua, näiteks passiivse välise kaitsekihiga alumiiniumi käsitsemisel, kuna pragude korrosioonimehhanismid võivad selle katte lagunemisele kaasa aidata
Samm 5. Vältige pingepragude korrosiooni, kasutades ainult kindlaid koormusi ja/või lõõmutamist
Stresskorrosioonipragunemine (SCC) on korrosiooniga seotud konstruktsioonirikke vorm, mis valmistab muret kriitilisi koormusi kandvaid ehituskonstruktsioone projekteerivatele inseneridele. SCC tekkimisel tekitab koormust kandev triikraud pragusid ja pragusid alla oma koormuspiiri - rasketel juhtudel vähemal määral. Söövitavate ioonide juuresolekul levivad raua mikroskoopilised pisikesed praod, mis on põhjustatud tugevate laengute tõmbepingest, kui söövitavad ioonid prao otsa jõuavad. See põhjustab prao aeglast suurenemist ja võib põhjustada konstruktsiooni rikke. SCC on eriti ohtlik, kuna see võib ilmneda isegi materjalide juuresolekul, mis üldiselt rauda vähem söövitavad. See tähendab, et see kahjulik korrosioon tekib samal ajal, kui ülejäänud rauapind ei muutu.
- SCC vältimine on osaliselt disainiprobleem. Näiteks võib SCC -d vältida, kui valida materjalid, mis on triikraua töökeskkonnas SCC suhtes vastupidavad, ja raudmaterjali nõuetekohase stressitestimise tagamine. Lisaks võib raua tugevdamise protsess eemaldada konstruktsioonist jääkpinge.
- On teada, et SCC-d süvendavad kõrge temperatuur ja lahustunud kloriidi sisaldavate vedelike olemasolu.
Meetod 2/3: korrosiooni vältimine koduste lahendustega
Samm 1. Värvige rauapind
Võimalik, et kõige tavalisem ja odavam meetod raua korrosiooni eest kaitsmiseks on selle katmine lihtsalt värvikihiga. Korrosiooniprotsess hõlmab niiskuse ja oksüdeerivate ainete interaktsiooni rauapinnaga. Seega, kui triikraud on kaetud kaitsva värvibarjääriga, ei saa triikrauaga kokku puutuda niiskus ega oksüdeerivad ained ning korrosiooni ei teki.
- Värv ise on aga altid lagunemisele. Värvige uuesti, kui midagi on purunenud, kulunud või kahjustatud. Kui värv laguneb nii, et triikraud paljastub, kontrollige kindlasti korrosiooni või kahjustatud raua kahjustusi.
-
Metallpindade värvimiseks on palju meetodeid. Metallitöötajad kasutavad sageli mitut neist meetoditest, et tagada kõigi metallesemete põhjalik katmine. Allpool on toodud mõned näidismeetodid koos kommentaaridega nende kasutamise kohta:
- Pintsel - kasutatakse raskesti ligipääsetavate ruumide jaoks.
- Rull - kasutatakse suurte ruumide katmiseks. Odav ja lihtne.
- Õhupihusti - kasutatakse suurte ruumide katmiseks. Kiirem, kuid mitte nii lihtne kui rull (värvi raiskamine).
- Õhuvaba pihusti/elektrostaatiline õhuvaba pihusti - kasutatakse suurte ruumide katmiseks. Kiire ja võimaldab erineval määral paksu/õhukest konsistentsi. Mitte nii raiskav kui tavaline pihustusvesi. Varustus on üsna kallis.
Etapp 2. Veega kokkupuutuva raua jaoks kasutage merevärvi
Korrapäraselt (või pidevalt) veega kokku puutuvad metallesemed, näiteks paadid, vajavad suure värvi korrosiooni eest kaitsmiseks spetsiaalset värvi. Sellises olukorras ei ole ainus mure (kuigi see on üsna suur) rooste tekkega „tavaline” korrosioon, sest mereelustik (põõsad jne) võib kasvada kaitsmata raual, mis võib olla kulumise ja rebenemise allikas. täiendav korrosioon. Metallist esemete, näiteks paatide ja teiste kaitsmiseks kasutage kindlasti kvaliteetset epoksüvärvi. Seda tüüpi värv mitte ainult ei kaitse triikrauda niiskuse eest, vaid takistab ka mereelustiku kasvu selle pinnal.
Samm 3. Kandke liikuvatele metallosadele kaitsvat määrimist
Lamedate ja staatiliste metallpindade puhul hoiab värv suurepäraselt niiskust eemal ja hoiab ära korrosiooni ilma triikraua kasutatavust mõjutamata. Värv ei sobi aga tavaliselt metallosade liigutamiseks. Näiteks kui värvite uksehingele, hoiab see värvi kuivamisel hinge kinni, blokeerides selle liikumise. Kui sundite ukse jõuga lahti, praguneb värv, jättes ruumi niiskusele triikrauale jõudmiseks. Parem valik mustade osade jaoks, nagu hinged, liigendid, võllid jne, on sobiv vees lahustumatu määrimine. See põhjalik määrdeaine kiht tõrjub niiskust, tagades samal ajal teie metallosade sujuva ja lihtsa liikumise.
Kuna määrdeained ei kuivata paigal nagu värv, võivad need aja jooksul laguneda ja nõuavad regulaarset korduskasutamist. Kandke metallosadele perioodiliselt määrimist, et need püsiksid kaitsva tihendina
Samm 4. Enne värvimist või määrimist puhastage metallpind põhjalikult
Ükskõik, kas kasutate tavalist värvi, merevärvi või kaitsvat määrimist/tihendamist, veenduge enne triikimisprotsessi alustamist, et triikraud oleks puhas ja kuiv. Veenduge, et triikraud ei sisalda olemasolevat mustust, rasva, keevisõmbluse jääke ega korrosiooni, kuna see võib teie jõupingutusi raisata, aidates tulevikus kaasa korrosioonile.
- Pinnas, õli ja muu praht võivad värvi ja määrimist häirida, takistades värvi või määrdeaine kleepumist otse metallpinnale. Näiteks kui värvite teraslehele, mille peal on rauapuru, kuivab värv lihvimise peal, jättes triikraua alla tühja ruumi. Kui ja kui teritaja kukub. Katmata osa on korrosioonile vastuvõtlik.
- Kui värvida või määrida rauapinda juba olemasoleva korrosiooniga, peaks teie eesmärk olema muuta pind võimalikult siledaks ja normaalseks, et tagada tihendi parim võimalik haardumine triikrauaga. Kasutage traatharja, liivapaberit ja/või keemilist rooste eemaldajat, et eemaldada võimalikult palju korrosiooni.
Samm 5. Hoidke kaitsmata rauatooted niiskuse eest
Nagu eespool märgitud, süvendab enamik korrosioonivorme niiskust. Kui te ei saa triikrauale kanda kaitsekihti värvikihi või tihendiga, peaksite olema ettevaatlik ja veenduma, et see ei puutuks kokku niiskusega. Kaitsmata rauast tööriistade kuivana hoidmine võib suurendada nende kasulikkust ja pikendada nende tõhusat kasutusiga. Kui teie triikraud puutub kokku veega või niiskusega, puhastage ja kuivatage see kohe pärast kasutamist, et vältida korrosiooni tekkimist.
Lisaks kasutamise ajal niiskusega kokkupuutumise jälgimisele hoidke kindlasti metallist esemeid siseruumides, puhtas ja kuivas kohas. Suurte esemete puhul, mis ei mahu kappi või kappi, katke ese lapiga. See aitab tõrjuda õhust niiskust ja takistab tolmu kogunemist pinnale
Samm 6. Veenduge, et metallpind oleks võimalikult puhas
Pärast igat metalleseme kasutamist, olenemata sellest, kas metall on värvitud või mitte, puhastage kindlasti selle funktsionaalne pind, eemaldades mustuse, rasva või tolmu. Mustuse kogunemine metallpinnale võib kaasa aidata raua ja/või selle kaitsekatte kulumisele, põhjustades aja jooksul korrosiooni.
Meetod 3/3: korrosiooni vältimine täiustatud elektrokeemiliste lahendustega
Samm 1. Kasutage galvaniseerimisprotsessi
Tsingitud raud on raud, mis on kaetud õhukese tsingikihiga, et kaitsta seda korrosiooni eest. Tsink on keemiliselt aktiivsem kui selle aluseks olev raud, seega oksüdeerub see kokkupuutel õhuga. Kui tsingikiht on oksüdeerunud, moodustab see kaitsekihi, hoides ära raua edasise korrosiooni. Tänapäeval on kõige tavalisem galvaniseerimisviis kuumtsinkimine, mille käigus raua (tavaliselt teras) tükk sukeldatakse kuumas sulanud tsingis ühtlase katte saamiseks.
-
See protsess hõlmab tööstuslike kemikaalide käitlemist, millest mõned on toatemperatuuril ohtlikud, väga kõrgetel temperatuuridel ja neid ei tohiks proovida keegi peale koolitatud spetsialisti. Allpool on toodud terase kuumtsingimisprotsessi põhietapid:
- Teras puhastatakse kuuma lahusega mustuse, õli, värvi jms eemaldamiseks, seejärel loputatakse hoolikalt.
- Teras sukeldatakse veski skaala eemaldamiseks happesse, seejärel loputatakse.
- Terasele kantakse materjal, mida nimetatakse vooks, ja lastakse kuivada. See aitab lõplikul tsingikihil terasest kinni hoida.
- Teras kastetakse kuuma tsingiga ja lastakse saavutada tsingi temperatuur.
- Teras jahutatakse veega täidetud jahutuspaagis.
Samm 2. Kasutage ohverdusanoodi
Üks viis mustade esemete kaitsmiseks korrosiooni eest on selle külge elektriliselt kinnitada väike, reaktsioonivõimeline metall, mida nimetatakse ohvriandriks. Suurema rauakere ja väikese reaktiivkeha vahelise elektrokeemilise seose tõttu (mida kirjeldatakse lühidalt allpool) läbib korrosiooni ainult väike ja reaktiivne raud, jättes suure ja olulise raua terveks. Kui ohvriand on täielikult korrodeerunud, tuleb see välja vahetada, vastasel juhul saab suurem raud korrodeeruda. Seda korrosioonikaitse meetodit kasutatakse tavaliselt maetud konstruktsioonide, näiteks maa -aluste mahutite või veega pidevalt kokkupuutuvate objektide, näiteks paatide jaoks.
- Ohverdusanood on valmistatud mitmest erinevat tüüpi reaktiivsest rauast. Tsink, alumiinium ja magneesium on kolm kõige tavalisemat triikrauda, mida selleks kasutatakse. Nende materjalide keemiliste omaduste tõttu kasutatakse tsinki ja alumiiniumi tavaliselt mustade materjalide jaoks soolases vees, samas kui magneesium sobib rohkem magevee jaoks.
- Ohvriande saab kasutada korrosiooni enda keemilise protsessi tõttu. Kui raudobjekt korrodeerub, tekivad looduslikult alad, mis on elektrokeemilise elemendi anoodi ja katoodiga keemiliselt sarnased. Elektronid voolavad rauapinnal asuvast anoodist ümbritsevasse elektrolüüdi. Kuna ohverdusanood on kaitstava rauaga võrreldes väga reaktiivne, muutub objekt ise sellega võrreldes väga katoodiliseks ja seega voolavad ohvriandist elektronid välja, põhjustades selle korrosiooni, kuid mitte ülejäänud rauda.
Samm 3. Kasutage "muljetavaldavat voolu"
Kuna raua korrosiooni taga olev elektrokeemiline protsess hõlmab elektrivoolu rauast välja voolavate elektronide kujul, on söövitava voolu kontrollimiseks ja korrosiooni vältimiseks võimalik kasutada välist elektrivooluallikat. See protsess (mida nimetatakse „implanteeritud vooluks”) on kaitstud triikraua pidev negatiivne raualaeng. See laeng ületab voolu, põhjustades elektronide rauast väljavoolu, vältides korrosiooni. Seda tüüpi kaitset kasutatakse tavaliselt maetud raudkonstruktsioonide, näiteks mahutite ja torude jaoks.
- Pidage meeles, et elektrivoolu tüüp, mida kasutatakse impulsivoolu kaitsesüsteemides, on tavaliselt alalisvool (DC).
- Tavaliselt tekitatakse muljetavaldav vool, mis hoiab ära korrosiooni, mates kaks raudanoodi maasse kaitstud metalleseme lähedale. Elektrivool saadetakse anoodi juures asuva isolatsioonitraadi kaudu, mis seejärel voolab läbi maapinna ja läheb metallesemesse. Elekter voolab läbi rauast esemete ja naaseb seejärel isoleerivate juhtmete kaudu elektriallika juurde (generaatorid, alaldid jne).
Samm 4. Kasutage anodeerimist
Anodeerimine on spetsiaalne pinna kaitsekiht, mida kasutatakse raua kaitsmiseks korrosiooni eest. Kui olete kunagi näinud heledat rauast karabiini, olete näinud värvilist anodeeritud rauapinda. Kaitsekatte, näiteks värvi, füüsilise pealekandmise asemel kasutatakse anodeerimisel elektrivoolu, et anda triikrauale kaitsekiht, mis hoiab ära peaaegu igasuguse korrosiooni.
- Anodeerimise keemiline protsess hõlmab asjaolu, et paljud triikrauad, näiteks alumiinium, moodustavad õhu hapnikuga kokkupuutel looduslikult keemilisi tooteid, mida nimetatakse oksiidideks. Selle tulemusel on triikraual tavaliselt õhuke välimine oksiidikiht, mis kaitseb (erineval määral, sõltuvalt rauast) edasise korrosiooni eest. Anodeerimisprotsessis kasutatav elektrivool tekitab tavaliselt selle oksiidi paksema struktuuri raua pinnal kui tavaliselt, pakkudes suurepärast kaitset korrosiooni eest.
-
Raua annetamiseks on mitmeid erinevaid viise. Allpool on toodud ühe anodeerimisprotsessi põhietapid. Lisateavet leiate teemast Kuidas alumiiniumi anodeerida.
- Alumiinium puhastatakse ja õlitatakse.
- Alumiiniumipinna lisandid eemaldatakse puhastuslahusega.
- Alumiinium asetatakse happevanni konstantse voolu ja temperatuuri juures (näiteks 12 amprit/ruutjalga ja 70–72 ° F (21–22 ° C).
- Alumiinium eemaldatakse ja loputatakse.
- Alumiinium lisatakse värvainele temperatuuril 100–140 ° F (38–60 ° C).
- Alumiinium suletakse, kastes seda 20-30 minutiks keevasse vette.
Samm 5. Kasutage passiivset rauda
Nagu eespool märgitud, moodustab osa rauast õhuga kokkupuutel looduslikult kaitsva oksiidikihi. Mõni raud moodustab selle oksiidikihi nii tõhusalt, et see muutub keemiliselt mitteaktiivseks. Me ütleme, et raud on "passiivne", viidates "passiivsele" protsessile, mille käigus see muutub vähem reaktiivseks. Sõltuvalt kasutusest ei pruugi passiivsed rauast esemed korrosioonikindlaks muutmiseks täiendavat kaitset vajada.
-
Üks tuntud näide passiivsest rauast on roostevaba teras. Roostevaba teras on tavaline terase ja kroomi sulam, mis peab enamikul tingimustel korrosioonile vastu ilma kaitset nõudmata. Enamiku igapäevaste kasutusviiside puhul ei tekita roostevabast terasest korrosioon tavaliselt muret.
Siiski tuleb öelda, et teatud tingimustel ei ole roostevaba teras 100% korrosioonikindel - näiteks soolases vees. Samamoodi muutuvad paljud passiivsed triikrauad äärmuslike ilmastikutingimuste korral passiivseks ega sobi seega kõikide rakenduste jaoks
Näpunäiteid
- Olge teadlik graanulitevahelisest korrosioonist. See mõjutab triikraua vormimise või manipuleerimise võimet ja vähendab raua üldist tugevust.
- Ameerika paadi- ja jahtnõukogu soovitab üldiselt paadi siduda. Alumiiniumi- ja teraspaate ei tohiks siiski rihmaga kinnitada, et vältida raua korrosiooni.
Hoiatus
- Ärge kunagi jätke tugevalt korrodeerunud metallosi sõidukitesse ega paatidesse. Korrosiooni määr on erinev, kuid mis tahes korrosioon võib viidata tõsistele struktuurikahjustustele. Ohutuse tagamiseks vahetage või eemaldage kõik raua korrosioonimärgid.
- Ohverdamisanoodi kasutamisel ärge seda värvige. See muudaks võimatuks elektronide tungimise ümbrusesse, võttes ära selle korrosioonivastase jõu.
