Alumiiniumfoolium ja -leht on korrosioonile vastupidav, kuna mõne nanomeetri paksune kompaktne oksiidkile{0}}moodustub mõne millisekundi jooksul pärast õhuga kokkupuutumist. See iseeneslikult-uunev kile selgitab, miks paljas foolium talub aastaid siseruumides kasutust, ja selle piirid selgitavad, miks sama materjal väljas või keemiatehastes kiiresti rikki läheb. Elektrokeemilise baasjoone mõistmine muudab anodeerimise, katte või liigendi kujunduse valiku palju prognoositavamaks.
Miks alumiinium korrodeerub: elektrokeemiline lähtetase
Galvaaniseerias on alumiinium tugevalt anoodne ja on negatiivsem kui enamik struktuurseid metalle, välja arvatud magneesium ja tsink. Kui alumiinium ühendatakse terase, roostevaba terase või vasega elektrolüüdi juuresolekul, muutub alumiinium ohverdavaks anoodiks ja väärismetall põhjustab selle lahustumist.
Looduslik oksiid on ka amfoteerne: see on stabiilne ligikaudu pH 4 kuni pH 9 vahel ja lahustub kiiresti tugevates hapetes või leelistes. Vihmavesi, neutraalsed pesuained ja enamik süsivesinikõlisid kahjustavad seetõttu vähe, samas kui happeline katlakivieemaldaja või söövitav pesu võib tõkke mõne minutiga eemaldada. Iga allpool käsitletav kaitsemeede kas paksendab seda barjääri, stabiliseerib seda keemiliselt või eemaldab tingimused, mis seda lõhustavad.
Kuidas arenevad peamised korrosioonivormid
Fooliumi, lehtede ja ekstrusioonide tõrked järgnevad erinevatele päästikutele ja need tuleks enne kaitseplaani valimist eraldada.
| Korrosioonivorm | Päästik | Kus see ilmub | Praktiline vastumeede |
|---|---|---|---|
| Pitting | Kloriidioonid tungivad oksiidkile nõrkadesse kohtadesse | Fooliumpinnad, mähised, mere- või rannikuala | Piirata kokkupuudet kloriidiga, määrata anodeeritud või kaetud pinnad |
| Teradevaheline | Al{0}}Mg 5xxx sulamite sensibiliseeritud terapiirid, mida hoitakse üle 65 kraadi | Keevitage kuumuse{0}}mõjutatud tsoonid ja kuumusega{1}}katmata plaat | Kontrollige termilist kokkupuudet, valige madala{0}}tundlikkuse temperatuur |
| Pragu | Seisev elektrolüüt tühikutes, pH alla 4 või üle 9 | Ringliigendid, tihendipesad, kinnitusdetailide liidesed | Tihendage liitekohad, vältige imavaid tihendeid, kujundage äravoolu jaoks |
| Galvaaniline | Kontakt väärismetalli pluss elektrolüüdi sillaga | Sega{0}}metallist raamid, kinnitusdetailid, kronsteinid | Isoleerige vuuk, reguleerige pindala suhet, katke mõlemad metallid |
| Koorimine | Sensibiliseeritud mikrostruktuur koos veereva tekstuuriga | Paksude sektsioonide valtsitud või pressitud servad | Kontrolli temperamenti ja kuumtöötlust, tihenda avatud servad |
Pinnatöötlus suurema korrosioonikindluse tagamiseks
Pinnatöötlus on kõige otsesem hoob. Iga allpool toodud protsess kaupleb kulu, paksuse ja välimusega erinevalt, seega peaks spetsifikatsioon järgima pigem kokkupuuteklassi kui vastupidist.
Anodeerimineehitab 5-150 µm oksiidikihi, millel on sammaskujuline pooride struktuur; nende pooride sulgemine sulgeb peamise kloriidi raja ja seda saab kombineerida värvimisega.
KonversioonikateAjalooliselt tugines ta kuuevalentsetele kroomi inhibiitoritele, mis andsid isetervendava-efekti. Kuna Cr(VI) on piiratud, on kolmevalentne kroom ja kroom-vaba titaani või tsirkooniumi konversioonikatted nüüd tavalised spetsifikatsioonid.
Plasma elektrolüütiline oksüdatsioonloob kuni ligikaudu 300 µm paksuseid keraamilisi alumiiniumoksiidi katteid, mille kõvadus läheneb 2000 HV-le ja sobib kohtadesse, kus hõõrdumine ja korrosioon toimivad koos.
Sol{0}}geelkattedkasutada tsirkooniumoksiid nanoosakeste dispersioone, et moodustada tihe keemiline barjäär, mis seostub kovalentselt oksiidiga.
Laserpinna sulataminetäpsustab pinnalähedast-mikrostruktuuri ja lahustab intermetallilised osakesed, mis muidu toimiksid süvendite initsiatsioonikohtadena.
Disainireeglid, mis pärsivad galvaanilist ja pragude rünnakut
Geomeetria määrab korrosioonikindluse sageli rohkem kui sulami valik. Järgmised reeglid on joonistamisetapis odavad ja nende moderniseerimine kulukas.
Eraldage erinevad metallid dielektriliste seibide, muhvide või tihenditega; 0,1 mm vahekaugusest piisab juhtiva tee katkestamiseks.
Hoidke katoodi -/-anoodi pindala suhe konservatiivsena, alla umbes 1:100, kus väike alumiiniumkomponent kohtub suure roostevaba struktuuriga.
Kasutage veealuste ja veealuste sõlmede jaoks ohverdatavaid tsinkanoode või tsingi{0}}rikkaid praimereid.
Vältige imavaid tihendeid ja pimedaid tühikuid, mis hoiavad elektrolüüti; tagavad drenaaži, et niiskus ei saaks pragudesse sattuda.
Täitke kinnitusdetailide ühenduskohad juhtiva hermeetikuga, nii et elektrolüüt ei jõua kunagi keerme liideseni.
Testimine, kvalifitseerimine ja{0}}teenistuse jälgimine
Labori kvalifitseerimine algab tavaliselt neutraalse soolapihustamisega vastavalt ASTM B117 või selle ISO 9227 ekvivalendile, 5% naatriumkloriidi udu, mida hoitakse 35 kraadi juures, teatades tunnid esimese valge rooste või villide tekkeni. Ainuüksi soolapihusti on sõelumisvahend; täisprogramm lisab elektrokeemilised ja välimeetodid.
Elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia lahendab barjääritakistuse ja kattemahtuvuse samaväärse-vooluahela sobitamise kaudu, tuvastades lagunemise enne, kui rünnak on nähtav.
Tsükliline korrosioonikatse vaheldumisi soola udu, niiskuse ja kuivamise faasid, et reprodutseerida tegelikku teenust tõepärasemalt kui pidev pihustamine.
Vesiniku eraldumise mõõtmine määrab lahustumiskiiruse happelises keskkonnas.
Kelvini sondi kaardistamise skaneerimine tuvastab mikro-skaala potentsiaalsed erinevused, mis tähistavad algavat punktide määramist.
Väliseire kasutab elektritakistuse andureid metallikadude tuvastamiseks, elektrokeemilisi müraandureid täppide siirdejuhtumite tuvastamiseks, mitme{0}}elektroodide massiive rünnakute lokaalseks kaardistamiseks ja kiud{1}}optilisi pH-andureid, mis on manustatud katetesse defektide märgistamiseks.
Robotipotentsiaalide kaardistamine toetab suurte mahutite ja laevade pindade kontrollimist ilma tellinguteta.
Katserežiimi vastavusse viimine tegeliku keskkonnaga muudab korrosiooniprogrammi usaldusväärseks: kloriidi{0}}juhitav auk nõuab soolaga kokkupuudet, leeliseline kokkupuude nõuab keelekümblustesti ja segatud{1}}metallkoostud nõuavad galvaanilise sidestuse katseid, mitte isoleeritud kupongikatseid.
Korduma kippuvad küsimused
K: Millised alumiiniumisulamid on teradevahelise korrosiooni suhtes kõige tundlikumad?
Al-Mg 5xxx sulamid on klassikaline juhtum. Kui pärast pikaajalist kokkupuudet temperatuuril üle 65 kraadi tekib sensibiliseeritud mikrostruktuur terade piiridele, korrodeeruvad piirid eelistatavalt, seega vajavad kuumusega kokkupuutuvad plaadi- ja keevistsoonid madalat-tundlikkust.
K: Kas anodeerimine on alati parem kui konversioonikate?
Mitte universaalselt. Anodeerimine annab paksema, kõvema ja kulumiskindlama-barjääri, samas kui konversioonikate on õhem, odavam ja säilitab paremini elektrikontakti takistuse, mis on maandusteede jaoks oluline.
K: Miks soolapihusti testimine ei ennusta otseselt kasutusiga?
Pidev udu hoiab pinna märjana ja kloriidi{0}}rikkana, mis kaalub kuivamistsüklite, UV-kiirguse ja mehaaniliste kahjustuste suhtes üle-kolde. Tsüklilised režiimid ja väljasärituse paneelid korreleeruvad tegeliku teenusega palju paremini.
K: Kuidas saab galvaanilist korrosiooni kontrollida, kui isoleerimine on võimatu?
Hallake pindala suhet nii, et alumiiniumanood oleks katoodi suhtes suur, katke katoodmetall ja nõustuge kontrollitud ohverduskäitumisega, kus anoodi saab kavandatud ajavahemike järel välja vahetada.
K: Mis on kiireim viis katte purunemise tuvastamiseks põllul?
Elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia ja skaneeriva Kelvini sondi kaardistamine tuvastavad barjääri jõudluse vähenemise enne nähtavat korrosiooni ja elektritakistuse sondid annavad kriitiliste varade puhul pideva metalli{0}}kadu trendi.
K: Kas paksem oksiidikiht tagab pikema eluea?
Ainult siis, kui see jääb terveks ja pitseeritud. Sulgemata poorid, mehaanilised kahjustused ja teravad servad loovad initsiatsioonikohad, nii et servakaitse ja käsitsemise distsipliin on sama olulised kui katte nimipaksus.
