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

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 13:51

Iako je aluminijum obojeni metal i, u poređenju sa običnim čelikom, relativno je skup, ljudi ga široko koriste. Ovaj izdržljiv i lagan materijal može se koristiti u svakodnevnom životu, u građevinarstvu i proizvodnji. Hemijska formula aluminijuma u periodnom sistemu izgleda ovako: Al.

Je li korodirano

Hrđa aluminijum, kao što znate, veoma sporo. U najmanju ruku, željezo i čelik se ne mogu porediti s njim u ovom pogledu. Otpornost aluminija na koroziju prvenstveno se objašnjava činjenicom da se u normalnim uvjetima na njegovoj površini formira tanak oksidni zaštitni film. Kao rezultat, hemijska aktivnost aluminijuma je naglo smanjena.

Faktori koji utiču na otpornost na rđu

Aluminijum je otporan na koroziju, ali u nekim slučajevima i dalje može početi da se kvari prilično brzo zbog oksidacije. Ovo se obično dešava kada je film iz nekog razloga oštećen ili ga je nemoguće formirati.

Najčešće aluminijum gubi svoju spoljnu tanku zaštitu pod uticajem kiselinaili alkalije. Obična mehanička oštećenja također mogu uzrokovati uništenje filma.

Vrste korozije

Nakon uništenja filma, Al i njegove legure počinju da rđaju, odnosno da se samounište, kao i mnogi drugi metali. Ovo može otkriti aluminijum i koroziju:

1. Chemical. U ovom slučaju, hrđa se javlja u plinovitom okruženju bez vode. U ovom slučaju, površina aluminijumskog proizvoda se uništava ravnomjerno po cijeloj površini.
2. Electrochemical. Korozija aluminijuma u ovom slučaju nastaje u vlažnom okruženju.
3. Gas. Ova vrsta korozije nastaje kada je aluminijum u direktnom kontaktu sa nekim hemijski agresivnim gasom.

Jednačina za koroziju aluminijuma (oksidaciju kiseonika) u vazduhu je sljedeća: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Hemijska formula oksidnog zaštitnog filma je AL₂O_3.

Legure

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

Mg-Al legure

Ovakvi materijali se široko koriste u građevinarstvu, prehrambenoj i hemijskoj industriji. Takođe se vrlo često koriste u mašinstvu. Vjeruje se da su takvi materijali dobro prikladni za izgradnju konstrukcija,izloženo morskoj vodi.

U slučaju da magnezijuma nije više od 3% u sastavu legure, imaće skoro ista antikorozivna svojstva kao tehnički aluminijum. Magnezijum je u takvoj leguri u čvrstom rastvoru iu obliku čestica Al8Mg5 ravnomerno raspoređenih po matrici.

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

Magnezijum i legure silicijuma

Ovakvi materijali se najčešće koriste u inženjeringu i građevinarstvu. Mg2Si čini legure ove vrste veoma jakim. Ponekad je i bakar sastavni dio takvih elemenata. Takođe se unosi u leguru radi očvršćavanja. Međutim, bakar se takvim materijalima dodaje u vrlo malim količinama. U suprotnom, antikorozivna svojstva legure aluminijuma mogu biti znatno smanjena. Interkristalno rđanje u njima počinje već sa dodatkom više od 0,5% bakra.

Također, podložnost koroziji takvih materijala može se povećati sa neopravdanim povećanjem količine silicijuma uključenog u njihov sastav. Ova tvar se dodaje u aluminijske legure, obično u takvim omjerima da nakon stvaranja Mg2Si ništa ne ostaje. Silicijum u svom čistom obliku sadrži samo neke materijale ove vrste.

Korozija aluminijuma injegove legure cinka

Al rđa, kao što je već spomenuto, sporije od svojih legura. Ovo se također odnosi na materijale grupe Al-Zn. Takve legure su u velikoj potražnji, na primjer, u zrakoplovnoj industriji. Neke vrste mogu sadržavati bakar, druge ne. U ovom slučaju, prva vrsta legura je, naravno, otpornija na koroziju. U tom pogledu, Al-Zn materijali su uporedivi sa magnezijum-aluminijumom.

Legure ove vrste sa dodatkom bakra pokazuju znake nestabilnosti prema rđi. Ali istovremeno se uništavaju zbog korozije, i dalje su sporiji od onih napravljenih od magnezijuma i Cu.

Osnovni načini rješavanja rđe

Naravno, stopa korozije aluminijuma i njegovih legura može se takođe veštački smanjiti. Postoji samo nekoliko načina da zaštitite takve materijale od hrđe.

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

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

Kako se vrši oksidacija

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

Utjecaj na materijal strujom u ovom slučaju se vrši pomoću vodenog hlađenja. Na niskim temperaturama, uslijed naprezanja, na površini aluminija nastaje film koji je vrlo jak i gust. Ako se postupak izvodi na visokim temperaturama, ispada prilično labav. Aluminijumu obrađenom u takvom okruženju potrebna je dodatna zaštita od kontakta sa vazduhom (farba).

Kada se koristi ova tehnologija, proizvod se prvo odmašćuje u rastvoru oksalne kiseline. Aluminij ili legura se zatim potapa u alkalije. Zatim, na metal utiče struja. U završnoj fazi, ako je oksidacija obavljena na dovoljno visokoj temperaturi, materijal se dodatno boji uranjanjem u otopine soli, a zatim obrađuje parom.

Upotrebom LMB

Ova metoda, kao i oksidacija, često se koristi za zaštitu aluminija od hrđe. Takav materijal se može farbati suhim, mokrim ili prahom. U prvom slučaju, aluminij se prvo tretira kompozicijom koja sadrži cink i stroncij. Nadalje, sam LKM se primjenjuje na metal.

Kada se koristi metoda praha, radna površina je prethodno odmašćena potapanjem u alkalne ili kisele otopine. Nadalje, na proizvod se primjenjuju jedinjenja hroma, cirkonijuma, fosfata ili titana.

Koristiizolatori

Vrlo često drugi metali postaju stimulansi za početak procesa korozije u aluminijumu i njegovim legurama. To se obično događa s direktnim kontaktom proizvoda ili njihovih dijelova. Kako bi se spriječilo hrđanje aluminija, u ovom slučaju se koriste posebni izolatori. Takve brtve mogu se napraviti od gume, paronita, bitumena. I u ovom slučaju se mogu koristiti lakovi i boje. Drugi način zaštite aluminijuma od korozije u kontaktu sa drugim materijalima je premazivanje njegove površine kadmijumom.

Posebno je važno osigurati da aluminijski dijelovi u raznim mehanizmima i sklopovima budu izolovani od direktnog kontakta sa bakrom. Također se vjeruje da ne samo dijelove napravljene od Al treba zaštititi od kontakta sa 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 aluminijumskim slojem. Naravno, takvi proizvodi moraju biti zaštićeni od kontakta sa bakrom ili drugim metalima.