Korozija aluminija i njegovih legura. Metode za suzbijanje i zaštitu aluminija od korozije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 13:56

Iako je aluminij obojeni metal i, u usporedbi s običnim čelikom, relativno skup, čovjek ga naširoko koristi. Ovaj izdržljiv i lagan materijal može se koristiti u svakodnevnom životu, u građevinarstvu i proizvodnji. Kemijska formula aluminija u periodnom sustavu izgleda ovako: Al.

Je li korodirano

Hrđa aluminij, kao što znate, vrlo sporo. Barem se željezo i čelik u tom pogledu ne mogu usporediti s njim. Otpornost aluminija na koroziju prvenstveno se objašnjava činjenicom da se u normalnim uvjetima na njegovoj površini stvara tanki oksidni zaštitni film. Kao rezultat toga, kemijska aktivnost aluminija je naglo smanjena.

Čimbenici koji utječu na otpornost na hrđu

Aluminij je otporan na koroziju, ali se u nekim slučajevima ipak može početi raspadati prilično brzo zbog oksidacije. To se obično događa kada je film iz nekog razloga oštećen ili ga je nemoguće formirati.

Najčešće aluminij gubi svoju vanjsku tanku zaštitu pod utjecajem kiselinaili lužine. Obična mehanička oštećenja također mogu uzrokovati uništenje filma.

Vrste korozije

Nakon uništenja filma, Al i njegove legure počinju hrđati, odnosno samouništavati, kao i mnogi drugi metali. To može izložiti aluminij i koroziju:

1. Kemijska. U ovom slučaju, hrđa se javlja u plinovitom okruženju bez vode. U tom slučaju, površina aluminijskog proizvoda se ravnomjerno uništava po cijeloj površini.
2. Elektrokemijska. Korozija aluminija u ovom slučaju nastaje u vlažnom okruženju.
3. Plin. Ova vrsta korozije nastaje kada je aluminij u izravnom kontaktu s nekim kemijski agresivnim plinom.

Jednadžba za koroziju aluminija (oksidaciju kisika) u zraku je sljedeća: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Kemijska formula oksidnog zaštitnog filma je AL₂O_3.

Legure

Najotpornija sorta na koroziju je tehnički aluminij. To jest, gotovo 90% čistog metala. Aluminijske legure, nažalost, mnogo su sklonije hrđanju. Vjeruje se da nečistoće magnezija najmanje smanjuju otpornost na koroziju ovog metala, a najviše bakra.

Mg-Al legure

Takvi materijali se široko koriste u građevinarstvu, prehrambenoj i kemijskoj industriji. Također se vrlo često koriste u strojarstvu. Vjeruje se da su takvi materijali dobro prikladni za izgradnju struktura,izloženo morskoj vodi.

U slučaju da magnezij nije više od 3% u sastavu legure, imat će gotovo ista antikorozivna svojstva kao tehnički aluminij. Magnezij je u takvoj leguri u čvrstoj otopini iu obliku čestica Al8Mg5 jednoliko raspoređenih po cijeloj matrici.

Ako legura sadrži više od 3% ovog metala, čestice Al8Mg5 počinju ispadati, uglavnom, ne unutar zrna, već duž njihovih granica. A to, zauzvrat, ima izuzetno negativan učinak na antikorozivna svojstva materijala. Odnosno, proizvod postaje mnogo manje otporan na hrđu.

Magnezij i legure silicija

Takvi materijali se najčešće koriste u inženjerstvu i građevinarstvu. Mg2Si čini legure ove sorte vrlo jakima. Ponekad je i bakar sastavni dio takvih elemenata. Također se uvodi u leguru radi stvrdnjavanja. Međutim, bakar se takvim materijalima dodaje u vrlo malim količinama. Inače, antikorozivna svojstva aluminijske legure mogu biti znatno smanjena. Interkristalno hrđanje u njima počinje već s dodatkom više od 0,5% bakra.

Također, osjetljivost takvih materijala na koroziju može se povećati s neopravdanim povećanjem količine silicija uključenog u njihov sastav. Ova se tvar dodaje u aluminijske legure, obično u takvim omjerima da nakon stvaranja Mg2Si ništa ne ostaje. Silicij u svom čistom obliku sadrži samo neke materijale ove vrste.

Korozija aluminija injegove legure cinka

Al hrđa, kao što je već spomenuto, sporije od svojih legura. To se također odnosi na materijale grupe Al-Zn. Takve legure su u velikoj potražnji, na primjer, u zrakoplovnoj industriji. Neke sorte mogu sadržavati bakar, druge ne. U ovom slučaju, prva vrsta legura, naravno, otpornija je na koroziju. U tom smislu, Al-Zn materijali su usporedivi s magnezij-aluminijem.

Legure ove sorte s dodatkom bakra pokazuju znakove nestabilnosti na hrđu. Ali istovremeno se uništavaju zbog korozije, još su sporije od onih izrađenih od magnezija i Cu.

Osnovni načini rješavanja hrđe

Naravno, stopa korozije aluminija i njegovih legura također se može umjetno smanjiti. Postoji samo nekoliko načina za zaštitu takvih materijala od hrđe.

Na primjer, moguće je isključiti kontakt ovog metala i njegovih legura s okolinom farbanjem lakiranih materijala. Također, elektrokemijska metoda se često koristi za zaštitu aluminija od hrđe. U tom slučaju materijal je dodatno prekriven slojem aktivnijeg metala.

Drugi način zaštite Al od hrđe je visokonaponska oksidacija. Tehnika premazivanja prahom također se može koristiti za sprječavanje korozije aluminija. Koristi se za zaštitu, naravno, i inhibitori hrđe.

Kako se vrši oksidacija

Upotrebom ove tehnike, aluminij i njegove legure često su zaštićeni od korozije. Izvedioksidacija pod naponom od 250 V. Koristeći ovu tehniku, na površini metala ili njegove legure nastaje jak oksidni film.

Utjecaj na materijal strujom u ovom slučaju se vrši pomoću vodenog hlađenja. Pri niskim temperaturama, uslijed naprezanja, na površini aluminija nastaje film vrlo jak i gust. Ako se postupak izvodi na visokim temperaturama, ispada prilično labav. Aluminij obrađen u takvom okruženju treba dodatnu zaštitu od kontakta sa zrakom (lakiranje).

Prilikom korištenja ove tehnologije, proizvod se prvo odmašćuje u otopini oksalne kiseline. Aluminij ili legura se zatim uroni u lužinu. Zatim na metal utječe struja. U završnoj fazi, ako je oksidacija provedena na dovoljno visokoj temperaturi, materijal se dodatno boji uranjanjem u otopine soli, a zatim se obrađuje parom.

Upotrebom LMB

Ova metoda, poput oksidacije, često se koristi za zaštitu aluminija od hrđe. Takav materijal može se bojati suhom, mokrom ili praškastom metodom. U prvom slučaju, aluminij se najprije tretira sastavom koji sadrži cink i stroncij. Nadalje, sam LKM se primjenjuje na metal.

Kada se koristi metoda praha, radna površina je prethodno odmašćena uranjanjem u alkalne ili kisele otopine. Nadalje, na proizvod se primjenjuju spojevi kromata, cirkonija, fosfata ili titana.

Koristiteizolatori

Vrlo često drugi metali postaju stimulansi za početak procesa korozije u aluminiju i njegovim legurama. To se obično događa s izravnim kontaktom proizvoda ili njihovih dijelova. Kako bi se spriječilo hrđanje aluminija, u ovom slučaju se koriste posebni izolatori. Takve brtve mogu biti izrađene od gume, paronita, bitumena. Također u ovom slučaju mogu se koristiti lakovi i boje. Drugi način zaštite aluminija od korozije u dodiru s drugim materijalima je premazivanje njegove površine kadmijem.

Posebno je važno osigurati da aluminijski dijelovi u raznim mehanizmima i sklopovima budu izolirani od izravnog kontakta s bakrom. Također se vjeruje da ne samo dijelove izrađene od Al treba zaštititi od dodira s drugim metalima. Što se tiče otpornosti na koroziju, željezo je mnogo inferiornije od aluminija, poput čelika, na primjer. Stoga su takvi metali i neki drugi često zaštićeni na poseban način. Materijali su jednostavno prekriveni zaštitnim aluminijskim slojem. Naravno, takvi proizvodi također moraju biti zaštićeni od kontakta s bakrom ili drugim metalima.