Koroze je přirozený proces, ke kterému dochází u všech kovů, ale lze jej velmi zpomalit několika různými způsoby úpravy
Je to způsobeno přítomností oxidačních činidel v prostředí, jako je voda nebo vzduch. Pro ty, kteří se zabývají rozsáhlými stavebními projekty využívajícími kovové materiály, což zahrnuje budovy, auta, mosty, letadla a další, to může být obrovský problém. Ale i malé kovové výrobky zkorodují a ztratí svou sílu nebo krásu. Naštěstí můžete zabránit tomu, aby se tento proces opakoval tak rychle, jak by to normálně bylo u materiálů nacházejících se v domácnosti nebo pomocí pokročilých technik pro silnější efekt.
Kroky
Metoda 1 ze 3: Porozumění běžným typům koroze kovů
Protože se dnes používá tolik různých druhů kovů, musí stavitelé a výrobci chránit před mnoha různými druhy koroze. Každý kov má své vlastní jedinečné elektrochemické vlastnosti, které určují, ke kterým druhům koroze (pokud existuje) je kov náchylný. Níže uvedená tabulka podrobně popisuje výběr běžných kovů a typy koroze, které mohou podstoupit.
| Kov | Zranitelnost koroze kovu | Běžné preventivní techniky | Galvanická aktivita* |
|---|---|---|---|
| Nerezová ocel (pasivní) | Jednotný útok, galvanický, důlkový, štěrbinový (vše zejména ve slané vodě) | Čištění, ochranný nátěr nebo tmel | Nízká (počáteční koroze tvoří odolnou vrstvu oxidu) |
| Žehlička | Jednotný útok, galvanický, štěrbinový | Čištění, ochranný nátěr nebo tmel, galvanizace, protikorozní sol'ns | Vysoký |
| Mosaz | Rovnoměrný útok, odzinkování, stres | Čištění, ochranný povlak nebo tmel (obvykle olej nebo lak), přidání slitiny cínu, hliníku nebo arsenu | Střední |
| Hliník | Galvanické, důlkové, štěrbinové | Čištění, ochranný nátěr nebo tmel, eloxování, zinkování, katodická ochrana, elektrická izolace | Vysoká (počáteční koroze tvoří odolnou vrstvu oxidu) |
| Měď | Galvanické, důlkové, estetické kalení | Čištění, ochranný nátěr nebo tmel, přidání niklu do slitiny (zejména pro slanou vodu) | Nízká (počáteční koroze tvoří odolnou patinu) |
*Pamatujte, že sloupec „Galvanická aktivita“odkazuje na relativní chemickou aktivitu kovu, jak je popsána v tabulkách galvanických řad z referenčních zdrojů. Pro účely této tabulky čím vyšší je galvanická aktivita kovu, tím rychleji podléhá galvanické korozi, když je spojen s méně aktivním kovem.
Krok 1. Chraňte kovový povrch před rovnoměrným napadením korozí
Rovnoměrná útočná koroze (někdy zkrácená na „rovnoměrnou“korozi) je druh koroze, která se přiměřeně vyskytuje rovnoměrně na nechráněném kovovém povrchu. Při tomto typu koroze je celý povrch kovu napaden korozí a koroze tedy probíhá rovnoměrně. Pokud je například nechráněná železná střecha pravidelně vystavována dešti, celý povrch střechy přijde do kontaktu se zhruba stejným množstvím vody a koroduje tak rovnoměrně. Nejjednodušší způsob ochrany před rovnoměrnou napadenou korozí je obvykle vložit ochrannou bariéru mezi kov a korodující činidla. Může to být celá řada věcí - barva, olejový tmel nebo elektrochemické řešení, jako je pozinkovaný zinkový povlak.
V podzemních nebo ponorných situacích je katodická ochrana také dobrou volbou
Krok 2. Zabraňte galvanické korozi zastavením toku iontů z jednoho kovu na druhý
Jednou z důležitých forem koroze, ke které může dojít bez ohledu na fyzickou pevnost příslušných kovů, je galvanická koroze. Galvanická koroze nastává, když jsou dva kovy s rozdílnými potenciály elektrod ve vzájemném kontaktu v přítomnosti elektrolytu (jako je slaná voda), který mezi nimi vytvoří elektrickou vodivou dráhu. Když k tomu dojde, kovové ionty proudí z aktivnějšího kovu do méně aktivního kovu, což způsobuje, že aktivnější kov koroduje zrychleně a méně aktivní kov koroduje pomaleji. V praxi to znamená, že na aktivnějším kovu se v místě kontaktu mezi těmito dvěma kovy vytvoří koroze.
- Jakýkoli způsob ochrany, který brání toku iontů mezi kovy, může potenciálně zastavit galvanickou korozi. Dát kovům ochranný povlak může pomoci zabránit tomu, aby elektrolyty z prostředí vytvářely elektrickou vodivou cestu mezi těmito dvěma kovy, přičemž dobře fungují také procesy elektrochemické ochrany, jako je galvanizace a eloxování. Je také možné zabránit galvanické korozi elektrickou izolací oblastí kovů, které přicházejí do vzájemného kontaktu.
- Navíc použití katodické ochrany nebo obětní anody může chránit důležité kovy před galvanickou korozí. Další informace naleznete níže.
Krok 3. Zabraňte důlkové korozi ochranou kovového povrchu, vyhýbáním se zdrojům chloridů v životním prostředí a vyhýbáním se škrábancům a škrábancům
Pitting je forma koroze, která probíhá v mikroskopickém měřítku, ale může mít rozsáhlé důsledky. Pitting je velkým problémem pro kovy, které odvozují svou odolnost proti korozi z tenké vrstvy pasivních sloučenin na jejich povrchu, protože tato forma koroze může vést k poruchám konstrukce v situacích, kdy by jim ochranná vrstva normálně zabránila. K důlkování dochází, když malá část kovu ztratí ochrannou pasivní vrstvu. Když k tomu dojde, v mikroskopickém měřítku dochází ke galvanické korozi, což vede k vytvoření malé díry v kovu. V této díře se místní prostředí stává vysoce kyselým, což proces urychluje. Pittingu se obvykle zabrání nanesením ochranného povlaku na kovový povrch a/nebo použitím katodické ochrany.
Je známo, že vystavení prostředí s vysokým obsahem chloridů (jako je například slaná voda) urychluje proces jamkování
Krok 4. Zabraňte štěrbinové korozi minimalizací těsných prostor v konstrukci objektu
Štěrbinová koroze se vyskytuje v prostorách kovového předmětu, kde je špatný přístup k okolní tekutině (vzduch nebo kapalina) - například pod šrouby, pod podložkami, pod barnacles nebo mezi spoji závěsu. Štěrbinová koroze nastává tam, kde je mezera v blízkosti kovového povrchu dostatečně široká, aby dovolila tekutině vniknout, ale dostatečně úzká, aby tekutina obtížně odcházela a stagnovala. Místní prostředí v těchto malých prostorách se stává korozivní a kov začíná korodovat v procesu podobném důlkové korozi. Prevence štěrbinové koroze je obecně konstrukčním problémem. Minimalizací výskytu těsných mezer v konstrukci kovových předmětů uzavřením těchto mezer nebo umožněním cirkulace je možné minimalizovat štěrbinovou korozi.
Štěrbinová koroze je zvláště důležitá při práci s kovy, jako je hliník, které mají ochrannou, pasivní vnější vrstvu, protože mechanismus štěrbinové koroze může přispět k rozpadu této vrstvy
Krok 5. Zabraňte vzniku korozních trhlin namáháním pouze bezpečným zatížením a/nebo žíháním
Korozní praskání pod napětím (SCC) je vzácná forma strukturální poruchy související s korozí, která je zvláště znepokojivá pro inženýry pověřené stavebními konstrukcemi určenými k udržení důležitých zatížení. V případě SCC vytváří nosný kov trhliny a praskliny pod stanovenou mezí zatížení - v závažných případech na zlomku limitu. V přítomnosti korozivních iontů se šíří drobné mikroskopické trhliny v kovu způsobené tahovým napětím z velkého zatížení, když se korozivní ionty dostanou na konec trhliny. To způsobí, že trhlina postupně roste a potenciálně může způsobit případné strukturální selhání. SCC je obzvláště nebezpečný, protože se může vyskytovat i v přítomnosti látek, které jsou pro kov přirozeně jen velmi mírně korozivní. To znamená, že k nebezpečné korozi dochází, zatímco zbytek kovového povrchu se povrchně jeví jako nedotčený.
- Prevence SCC je částečně problém s designem. Například výběr materiálu, který je odolný vůči SCC v prostředí, ve kterém bude kov fungovat, a zajištění toho, aby byl kovový materiál řádně namáhán, může zabránit vzniku SCC. Proces žíhání kovu navíc může eliminovat zbytková napětí z jeho výroby.
- Je známo, že SCC je zhoršován vysokými teplotami a přítomností kapaliny obsahující rozpuštěné chloridy.
Metoda 2 ze 3: Prevence koroze pomocí domácích řešení
Krok 1. Natřete kovový povrch
Snad nejběžnějším a cenově dostupným způsobem ochrany kovu před korozí je jednoduše jej pokrýt vrstvou barvy. Proces koroze zahrnuje vlhkost a oxidační činidlo, které interagují s povrchem kovu. Když je tedy kov potažen ochrannou bariérou barvy, ani vlhkost ani oxidační činidla nemohou přijít do styku s kovem samotným a nedochází ke korozi.
- Samotná barva je však náchylná k degradaci. Znovu naneste barvu, kdykoli se odštípne, opotřebuje nebo poškodí. Pokud barva degraduje natolik, že se odhalí podkladový kov, nezapomeňte zkontrolovat korozi nebo poškození odhaleného kovu.
-
Existuje celá řada metod pro nanášení barvy na kovové povrchy. Kovoobráběči často používají několik těchto metod společně, aby zajistili, že celý kovový předmět dostane důkladný povlak. Níže je ukázka metod s komentáři k jejich použití:
- Kartáč-používá se do těžko přístupných prostor.
- Váleček - používá se k pokrytí velkých ploch. Levné a pohodlné.
- Vzduchový sprej - používá se k pokrytí velkých ploch. Rychlejší, ale méně účinný než válečky (plýtvání barvou je vysoké).
- Bezvzduchový sprej/Elektrostatický bezvzduchový sprej - používá se k pokrytí velkých ploch. Rychlý a umožňuje různé úrovně husté/tenké konzistence. Méně nehospodárné než běžné vzduchové spreje. Zařízení je drahé.
Krok 2. Použijte kovový nátěr na kov vystavený vodě
Kovové předměty, které pravidelně (nebo neustále) přicházejí do styku s vodou, jako lodě, vyžadují speciální barvy na ochranu proti zvýšené možnosti koroze. V těchto situacích není „běžná“koroze ve formě rezavění jediným problémem (i když je to hlavní), protože mořský život (barnacles atd.), Který může růst na nechráněném kovu, se může stát dalším zdrojem opotřebení a koroze. K ochraně kovových předmětů, jako jsou lodě atd., Použijte vysoce kvalitní mořskou epoxidovou barvu. Tyto typy barev nejen chrání podkladový kov před vlhkostí, ale také odrazují od růstu mořského života na jeho povrchu.
Krok 3. Na pohybující se kovové části naneste ochranná maziva
U plochých, statických kovových povrchů barva skvěle odvádí vlhkost a předchází korozi, aniž by to ovlivnilo užitečnost kovu. Barva však obvykle není vhodná pro pohybující se kovové části. Pokud například natřete závěs dveří a barva zaschne, udrží závěs na místě a zabrání jeho pohybu. Pokud otevřete dveře násilím, barva praskne a zanechá otvory pro vlhkost, aby se dostala ke kovu. Lepší volbou pro kovové části, jako jsou závěsy, klouby, ložiska atd., Je vhodné ve vodě nerozpustné mazivo. Důkladná vrstva tohoto typu maziva přirozeně odpuzuje vlhkost a současně zajišťuje hladký a snadný pohyb vaší kovové části.
Protože maziva na místě neschnou jako barvy, časem se degradují a vyžadují příležitostné opětovné použití. Pravidelně opakovaně nanášejte maziva na kovové části, abyste zajistili, že zůstanou účinné jako ochranné tmely
Krok 4. Kovové povrchy před lakováním nebo mazáním důkladně očistěte
Ať už používáte normální barvu, mořskou barvu nebo ochranné mazivo/tmel, budete chtít zajistit, aby byl váš kov čistý a suchý před zahájením procesu aplikace. Dbejte na to, aby byl kov zcela bez nečistot, mastnoty, zbytkových zbytků po svařování nebo stávající koroze, protože tyto věci mohou podkopat vaše úsilí tím, že přispějí k budoucí korozi.
- Nečistoty, špína a jiné nečistoty zasahují do barvy a maziv tím, že zabraňují přilnutí barvy nebo maziva přímo na kovový povrch. Pokud například natřete ocelový plech několika zbloudilými kovovými hoblinami, barva se na hoblinách usadí a na podkladovém kovu zůstanou prázdná místa. Pokud a kdy hobliny odpadnou, exponované místo bude náchylné ke korozi.
- Pokud natíráte nebo mazáte kovový povrch nějakou stávající korozí, vaším cílem by mělo být, aby byl povrch co nejhladší a pravidelný, aby byla zajištěna nejlepší možná přilnavost tmelu ke kovu. Pomocí drátěného kartáče, brusného papíru a/nebo chemických odstraňovačů rzi odstraňte co nejvíce volné koroze.
Krok 5. Chraňte nechráněné kovové výrobky před vlhkostí
Jak je uvedeno výše, většina forem koroze je zhoršena vlhkostí. Pokud nemůžete svému kovu poskytnout ochrannou vrstvu barvy nebo tmelu, měli byste dbát na to, aby nebyl vystaven vlhkosti. Snaha uchovat nechráněné kovové nástroje v suchu může zlepšit jejich užitečnost a prodloužit jejich životnost. Pokud jsou vaše kovové předměty vystaveny vodě nebo vlhkosti, nezapomeňte je ihned po použití vyčistit a vysušit, aby se zabránilo vzniku koroze.
Kromě sledování vystavení vlhkosti během používání nezapomeňte kovové předměty skladovat uvnitř na čistém a suchém místě. U velkých předmětů, které se nevejdou do skříně nebo skříně, zakryjte předmět plachtou nebo hadříkem. To pomáhá zadržovat vlhkost ze vzduchu a zabraňuje hromadění prachu na povrchu
Krok 6. Udržujte kovové povrchy co nejčistší
Po každém použití kovového předmětu, ať už je kov lakovaný či nikoli, nezapomeňte vyčistit jeho funkční povrchy a odstranit veškeré nečistoty, špínu nebo prach. Hromadění nečistot a úlomků na kovovém povrchu může přispět k opotřebení a uchu kovu a/nebo jeho ochranného povlaku, což časem vede ke korozi.
Metoda 3 ze 3: Prevence koroze pomocí pokročilých elektrochemických řešení
Krok 1. Použijte proces galvanizace
Pozinkovaný kov je kov, který byl potažen tenkou vrstvou zinku, aby byl chráněn před korozí. Zinek je chemicky aktivnější než podkladový kov, takže při vystavení vzduchu oxiduje. Jakmile oxiduje zinková vrstva, vytvoří ochranný povlak, který zabrání další korozi kovu pod ním. Nejběžnějším typem galvanizace je dnes proces nazývaný žárovým zinkováním, při kterém jsou kovové části (obvykle ocel) ponořeny do nádoby s horkým roztaveným zinkem, aby se získal rovnoměrný povlak.
-
Tento proces zahrnuje manipulaci s průmyslovými chemikáliemi, z nichž některé jsou nebezpečné při pokojové teplotě, při extrémně vysokých teplotách, a proto by se o ně neměl pokoušet nikdo jiný než vyškolení odborníci. Níže jsou uvedeny základní kroky procesu žárového zinkování oceli:
- Ocel se vyčistí žíravým roztokem k odstranění nečistot, mastnoty, barvy atd., Poté se důkladně opláchne.
- Ocel se moří v kyselině, aby se odstranil vodní kámen, a poté se opláchne.
- Na ocel se nanese materiál zvaný tavidlo a nechá se zaschnout. To pomáhá konečnému zinkovému povlaku přilnout k oceli.
- Ocel se ponoří do kádě s roztaveným zinkem a nechá se zahřát na teplotu zinku.
- Ocel je chlazena v „chladicí nádrži“obsahující vodu.
Krok 2. Použijte obětní anodu
Jedním ze způsobů, jak chránit kovový předmět před korozí, je elektricky k němu připevnit malý reaktivní kus kovu nazývaný obětní anoda. Vzhledem k elektrochemickému vztahu mezi větším kovovým předmětem a malým reaktivním předmětem (stručně vysvětleno níže) bude korozi procházet pouze malý reaktivní kus kovu, přičemž velký důležitý kovový předmět zůstane nedotčen. Když obětní anoda úplně zkoroduje, musí být vyměněna, nebo začne větší kovový předmět korodovat. Tento způsob ochrany proti korozi se často používá u podzemních staveb, jako jsou podzemní skladovací nádrže, nebo u předmětů, které jsou v neustálém kontaktu s vodou, jako jsou lodě.
- Obětní anody jsou vyrobeny z několika různých typů reaktivního kovu. Zinek, hliník a hořčík jsou tři z nejběžnějších kovů používaných k tomuto účelu. Vzhledem k chemickým vlastnostem těchto materiálů se zinek a hliník často používají pro kovové předměty ve slané vodě, zatímco hořčík je vhodnější pro sladkovodní účely.
- Důvod, proč obětní anoda funguje, souvisí s chemií samotného korozního procesu. Když koroduje kovový předmět, přirozeně se vytvoří oblasti, které se chemicky podobají anodám a katodám v elektrochemickém článku. Elektrony proudí z nejvíce anodových částí kovového povrchu do okolních elektrolytů. Vzhledem k tomu, že obětní anody jsou velmi reaktivní ve srovnání s kovem chráněného předmětu, samotný objekt se ve srovnání stává velmi katodickým, a proto elektrony proudí z obětní anody, což způsobuje její korozi, ale šetřící zbytek kovu.
Krok 3. Použijte vtlačený proud
Protože chemický proces za korozí kovu zahrnuje elektrický proud ve formě elektronů proudících z kovu, je možné použít vnější zdroj elektrického proudu k přemožení korozivního proudu a prevenci koroze. Tento proces (nazývaný zapůsobený proud) v podstatě uděluje kontinuální záporný elektrický náboj na chráněném kovu. Tento náboj přemůže proud, což způsobí, že elektrony budou proudit z kovu a zastaví korozi. Tento typ ochrany se často používá u zakopaných kovových konstrukcí, jako jsou skladovací nádrže a potrubí.
- Všimněte si toho, že typ proudu použitého pro systémy ochrany proti vniknutí proudu je obvykle stejnosměrný proud (DC).
- Proudový proud zabraňující korozi je obvykle generován zakopáním dvou kovových anod do půdy poblíž kovového předmětu, který má být chráněn. Proud je poslán izolovaným drátem k anodám, které pak proudí půdou a do kovového předmětu. Proud prochází kovovým předmětem a prostřednictvím izolovaného vodiče se vrací ke zdroji proudu (generátor, usměrňovač atd.).
Krok 4. Použijte anodizaci
Eloxování je speciální typ ochranného povrchového povlaku, který se používá k ochraně kovu před korozí a také k nanášení matric a podobně. Pokud jste někdy viděli pestrobarevnou kovovou karabinu, viděli jste obarvený eloxovaný kovový povrch. Namísto fyzické aplikace ochranného povlaku, jako je tomu u lakování, používá eloxování elektrický proud, aby kov získal ochranný povlak, který zabraňuje téměř všem formám koroze.
- Chemický proces anodizace zahrnuje skutečnost, že mnoho kovů, jako je hliník, přirozeně tvoří chemické produkty zvané oxidy, když přicházejí do styku s kyslíkem ve vzduchu. To má za následek, že kov má obvykle tenkou vnější vrstvu oxidu, která chrání (v různé míře, v závislosti na kovu) před další korozí. Elektrický proud použitý v procesu eloxování v podstatě vytváří mnohem silnější nahromadění tohoto oxidu na povrchu kovu, než by se normálně vyskytovalo, což poskytuje velkou ochranu před korozí.
-
Existuje několik různých způsobů, jak anodizovat kovy. Níže jsou uvedeny základní kroky jednoho procesu eloxování. Další informace naleznete v části Jak anodizovat hliník.
- Hliník se vyčistí a odmastí.
- Nečistoty na povrchu hliníku se odstraní roztokem pro odstranění bláta.
- Hliník se spouští do kyselé lázně při konstantním proudu a teplotě (například 12 ampérů/sq ft a 70-22 stupňů F (21-22 stupňů C).
- Hliník se odstraní a opláchne.
- Hliník je volitelně ponořen do barviva při 38 až 60 ° C (100-140 ° F).
- Hliník se uzavře vložením do vroucí vody na 20-30 minut.
Krok 5. Použijte kov, který vykazuje pasivaci
Jak již bylo uvedeno výše, některé kovy přirozeně po vystavení vzduchu vytvářejí ochranný oxidový povlak. Některé kovy tvoří tento oxidový povlak tak účinně, že se nakonec stanou relativně chemicky neaktivními. Říkáme, že tyto kovy jsou pasivní ve vztahu k procesu pasivace, kterým se stávají méně reaktivními. V závislosti na požadovaném použití nemusí pasivní kovový předmět nutně potřebovat žádnou další ochranu, aby byl odolný proti korozi.
-
Jedním známým příkladem kovu, který vykazuje pasivaci, je nerezová ocel. Nerezová ocel je slitina běžné oceli a chromu, která je ve většině podmínek účinně odolná proti korozi, aniž by vyžadovala jakoukoli jinou ochranu. U většiny každodenních použití koroze u nerezové oceli obvykle není problém.
Je však třeba zmínit, že za určitých podmínek není nerezová ocel 100% odolná proti korozi - zejména ve slané vodě. Podobně se mnoho pasivních kovů za určitých extrémních podmínek stává pasivními, a proto nemusí být vhodné pro všechna použití
