Alumīnija folija un loksnes ir izturīgas pret koroziju, jo dažu nanometru bieza kompakta oksīda plēve{0}}veidojas milisekundēs pēc gaisa iedarbības. Šī pati-atjaunojošā plēve izskaidro, kāpēc tukša folija iztur vairākus gadus ilgu kalpošanu iekštelpās, un tās robežas izskaidro, kāpēc viens un tas pats materiāls ātri sabojājas ārpus telpām vai ķīmiskajās rūpnīcās. Izpratne par elektroķīmisko pamatlīniju padara anodēšanas, pārklājuma vai savienojuma dizaina izvēli daudz paredzamāku.
Kāpēc alumīnijs korodē: elektroķīmiskās bāzes līnija
Galvaniskajā sērijā alumīnijs ir ļoti anodisks un ir negatīvāks nekā vairums strukturālo metālu, izņemot magniju un cinku. Kad alumīnijs tiek savienots ar tēraudu, nerūsējošo tēraudu vai varu elektrolīta klātbūtnē, alumīnijs kļūst par upura anodu un cēlmetāls veicina tā šķīšanu.
Dabiskais oksīds ir arī amfotērisks: tas ir stabils aptuveni pH 4 līdz pH 9 robežās un ātri šķīst stiprās skābēs vai sārmos. Tāpēc lietus ūdens, neitrālie mazgāšanas līdzekļi un lielākā daļa ogļūdeņražu eļļu rada nelielus bojājumus, savukārt skābs atkaļķošanas līdzeklis vai kodīgs mazgāšanas līdzeklis var notīrīt barjeru dažu minūšu laikā. Katrs turpmāk apskatītais aizsardzības pasākums vai nu sabiezina šo barjeru, ķīmiski stabilizē to vai novērš apstākļus, kas to pārrauj.
Kā attīstās galvenās korozijas formas
Kļūmes uz folijas, loksnēm un ekstrūzijas izriet no atšķirīgiem trigeriem, un tie ir jāatdala pirms aizsardzības plāna izvēles.
| Korozijas forma | Sprūda | Kur tas parādās | Praktisks pretpasākums |
|---|---|---|---|
| Pitting | Hlorīda joni iekļūst oksīda plēves vājajos punktos | Folijas virsmas, spoles, jūras vai piekrastes ekspozīcija | Ierobežojiet saskari ar hlorīdu, norādiet anodētas vai pārklātas virsmas |
| Starpgraudu | Sensibilizētas graudu robežas Al-Mg 5xxx sakausējumos, kas turēti virs 65 grādiem | Metināšanas karstuma-ietekmētās zonas un karstum{1}}atklātā plāksne | Kontrolējiet termisko ekspozīciju, atlasiet zemu{0}}sensibilizācijas temperatūru |
| Plaisa | Stagants elektrolīts spraugās, pH zem 4 vai virs 9 | Klēpju savienojumi, blīvju sēdekļi, stiprinājumu saskarnes | Blīvējiet savienojumus, izvairieties no absorbējošām blīvēm, dizains drenāžai |
| Galvaniskais | Saskare ar cēlmetālu un elektrolīta tiltu | Jaukti{0}}metāla rāmji, stiprinājumi, kronšteini | Izolējiet savienojumu, pārvaldiet laukuma attiecību, pārklājiet abus metālus |
| Atslāņošanās | Sensibilizēta mikrostruktūra apvienota ar slīdošu tekstūru | Velmētas vai ekstrudētas biezu sekciju malas | Kontrolējiet temperatūru un termisko apstrādi, aizzīmogojiet atklātās malas |
Virsmu inženierija augstākai izturībai pret koroziju
Virsmas apstrāde ir vistiešākā svira. Katrs tālāk norādītais process atšķiras no izmaksām, biezuma un izskata, tāpēc specifikācijā ir jāievēro ekspozīcijas klase, nevis otrādi.
Anodēšanaveido 5-150 µm oksīda slāni ar kolonnu poru struktūru; šo poru aizzīmogošana aizver galveno hlorīda ceļu, un to var apvienot ar krāsvielu.
Konversijas pārklājumsvēsturiski balstījās uz sešvērtīgajiem hroma inhibitoriem, kas sniedza pašizdziedinošo efektu. Tā kā Cr(VI) ir ierobežots, trīsvērtīgais hroms un hromu -bezošs titāna vai cirkonija konversijas pārklājums tagad ir parasta specifikācija.
Plazmas elektrolītiskā oksidēšanarada keramiskus alumīnija oksīda pārklājumus līdz aptuveni 300 µm biezumā ar cietību, kas tuvojas 2000 HV, kas ir piemēroti tur, kur nobrāzums un korozija darbojas kopā.
Sol-gēla pārklājumiizmantojiet cirkonija nanodaļiņu dispersijas, lai izveidotu blīvu ķīmisko barjeru, kas kovalenti saistās ar oksīdu.
Lāzera virsmu kausēšanauzlabo tuvās virsmas mikrostruktūru un izšķīdina intermetāliskās daļiņas, kas citādi darbotos kā bedrīšu iniciācijas vietas.
Dizaina noteikumi, kas novērš galvanisko un plaisu uzbrukumu
Ģeometrija bieži nosaka korozijas veiktspēju vairāk nekā sakausējuma izvēli. Tālāk minētie noteikumi ir lēti zīmēšanas stadijā un dārgi to modernizācija.
Izolējiet atšķirīgus metālus ar dielektriskām paplāksnēm, uzmavām vai blīvēm; pietiek ar 0,1 mm atstarpi, lai pārtrauktu vadošo ceļu.
Saglabājiet konservatīvu katoda -pret-anoda laukuma attiecību — zem aptuveni 1:100, kur maza alumīnija sastāvdaļa saskaras ar lielu nerūsējošā tērauda struktūru.
Iegremdētām un kuģošanas ierīcēm izmantojiet cinka anodus vai ar cinku{0}} bagātus gruntējumus.
Izvairieties no absorbējošām blīvēm un aklo spraugām, kas notur elektrolītu; nodrošināt drenāžu, lai mitrums nevarētu atrasties spraugā.
Aizpildiet stiprinājumu savienojumus ar vadošu hermētiķi, lai elektrolīts nekad nesasniegtu vītnes saskarni.
Testēšana, kvalifikācija un ekspluatācijas{0}}uzraudzība
Laboratorijas kvalifikācija parasti sākas ar neitrālu sāls izsmidzināšanu atbilstoši ASTM B117 vai tā ISO 9227 ekvivalentam, 5% nātrija hlorīda miglu, kas tiek turēta 35 grādu temperatūrā, ziņojot par stundām līdz pirmajai baltajai rūsai vai pūslīšu veidošanās brīdim. Sāls aerosols vien ir skrīninga līdzeklis; pilna programma pievieno elektroķīmiskās un lauka metodes.
Elektroķīmiskās impedances spektroskopija atrisina barjeras pretestību un pārklājuma kapacitāti, izmantojot līdzvērtīgu-ķēžu pielāgošanu, atklājot degradāciju, pirms ir redzams uzbrukums.
Cikliskā korozijas pārbaude maina sāls miglas, mitruma un žāvēšanas fāzes, lai reālāk reproducētu reālu darbību nekā nepārtraukta izsmidzināšana.
Ūdeņraža evolūcijas mērījumi nosaka šķīdināšanas ātrumu skābā vidē.
Skenējot Kelvina zondes kartēšanu, tiek atklātas mikro-mēroga potenciālās atšķirības, kas norāda uz sākumposmu.
Lauka uzraudzībā tiek izmantotas elektriskās pretestības zondes metāla zudumiem, elektroķīmisko trokšņu sensori tranzientu caurduršanai, vairāku{0}}elektrodu bloki lokalizētai uzbrukumu kartēšanai un šķiedru-optiskie pH sensori, kas iegulti pārklājumos, lai atzīmētu defektu vietas.
Robotiskā potenciāla kartēšana atbalsta lielu tvertņu un kuģu virsmu pārbaudi bez sastatnēm.
Pārbaudes režīma pielāgošana reālajai videi ir tas, kas padara korozijas programmu ticamu: hlorīda -vadāmai bedrīšu veidošanās gadījumā ir nepieciešama sāls iedarbība, sārmu kontaktam nepieciešama iegremdēšanas pārbaude, un jauktiem{1}}metāla mezgliem ir nepieciešami galvaniskās savienojuma testi, nevis izolētu kuponu testi.
Bieži uzdotie jautājumi
J: Kuri alumīnija sakausējumi ir visneaizsargātākie pret starpkristālu koroziju?
Al-Mg 5xxx sakausējumi ir klasisks gadījums. Ja pēc ilgstošas iedarbības virs aptuveni 65 grādiem pie graudu robežām veidojas sensibilizēta mikrostruktūra, robežām galvenokārt rodas korozija, tāpēc karstumam pakļautajām plākšņu un metināšanas zonām ir nepieciešama zema -sensibilizācijas temperatūra.
J: Vai anodēšana vienmēr ir labāka par konversijas pārklājumu?
Ne vispārēji. Anodēšana nodrošina biezāku, cietāku un nodilumizturīgāku{1}}barjeru, savukārt pārveidošanas pārklājums ir plānāks, lētāks un labāk saglabā elektrisko kontaktu pretestību, kas ir svarīgi zemējuma ceļiem.
J: Kāpēc sāls izsmidzināšanas pārbaude neparedz tieši kalpošanas laiku?
Nepārtraukta migla saglabā virsmu mitru un{0}}bagātu ar hloru, kas vairāk nekā-attiecina uz žāvēšanas cikliem, UV iedarbību un mehāniskiem bojājumiem. Cikliskie režīmi un lauka ekspozīcijas paneļi daudz labāk korelē ar reālo pakalpojumu.
J: Kā var kontrolēt galvanisko koroziju, ja izolācija nav iespējama?
Pārvaldiet laukuma attiecību, lai alumīnija anods būtu liels attiecībā pret katodu, pārklājiet katodmetālu un pieņemiet kontrolētu upurēšanas uzvedību, kad anodu var nomainīt plānotajos intervālos.
J: Kāds ir ātrākais veids, kā atklāt pārklājuma bojājumus uz lauka?
Elektroķīmiskās impedances spektroskopija un skenējošā Kelvina zondes kartēšana nosaka barjeras veiktspējas zudumu pirms redzamas korozijas, un elektriskās pretestības zondes nodrošina nepārtrauktu metāla{0}}zaudējumu tendenci kritiskajos aktīvos.
J: Vai biezāks oksīda slānis garantē ilgāku kalpošanas laiku?
Tikai tad, ja tas paliek neskarts un aizzīmogots. Nenoblīvētas poras, mehāniski bojājumi un asas malas rada iniciācijas vietas, tāpēc malu aizsardzībai un apstrādes disciplīnai ir tikpat liela nozīme kā nominālajam pārklājuma biezumam.
