Korrosjon av aluminium og dets legeringer. Metoder for å bekjempe og beskytte aluminium mot korrosjon

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

Selv om aluminium er et ikke-jernholdig metall og, sammenlignet med vanlig stål, er relativt dyrt, er det mye brukt av mennesker. Dette slitesterke og lette materialet kan brukes i hverdagen, i konstruksjon og i produksjon. Den kjemiske formelen til aluminium i det periodiske systemet ser slik ut: Al.

Er den korrodert

Ruster aluminium, som du vet, veldig sakte. I det minste kan jern og stål ikke sammenlignes med det i denne forbindelse. Aluminiums motstand mot korrosjon forklares først og fremst av det faktum at det under normale forhold dannes en tynn oksidbeskyttende film på overflaten. Som et resultat blir den kjemiske aktiviteten til aluminium kraftig redusert.

Faktorer som påvirker rustmotstand

Aluminium er motstandsdyktig mot korrosjon, men i noen tilfeller kan det likevel begynne å brytes ned ganske raskt på grunn av oksidasjon. Dette skjer vanligvis når filmen er skadet av en eller annen grunn, eller det er umulig å lage den.

Oftest mister aluminium sin ytre tynne beskyttelse under påvirkning av syrereller alkalier. Vanlig mekanisk skade kan også forårsake ødeleggelse av filmen.

Typer korrosjon

Etter ødeleggelsen av filmen begynner Al og dens legeringer å ruste, det vil si selvdestruere, som mange andre metaller. Dette kan avsløre aluminium og korrosjon:

1. Kjemikalier. I dette tilfellet oppstår rusting i et gassholdig miljø uten vann. I dette tilfellet ødelegges overflaten av aluminiumsproduktet jevnt over hele området.
2. Elektrokjemisk. Korrosjon av aluminium i dette tilfellet skjer i fuktige omgivelser.
3. Gass. Denne typen korrosjon oppstår når aluminium er i direkte kontakt med kjemisk aggressiv gass.

Ligningen for aluminiumskorrosjon (oksygenoksidasjon) i luft er som følger: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Den kjemiske formelen til oksidbeskyttende filmen er AL₂O_3.

legeringer

Den mest korrosjonsbestandige varianten er teknisk aluminium. Det vil si nesten rent 90% metall. Aluminiumslegeringer er dessverre mye mer utsatt for rust. Det antas at magnesiumurenheter reduserer korrosjonsmotstanden til dette metallet minst av alt, og kobberurenheter mest av alt.

Mg-Al-legeringer

Slike materialer er mye brukt i bygg-, mat- og kjemisk industri. De brukes også veldig ofte i maskinteknikk. Det antas at slike materialer er godt egnet for konstruksjon av strukturer,eksponert for sjøvann.

I tilfelle magnesium ikke er mer enn 3 % i sammensetningen av legeringen, vil den ha nesten samme anti-korrosjonsegenskaper som teknisk aluminium. Magnesium i en slik legering er i fast løsning og i form av Al8Mg5-partikler jevnt fordelt gjennom matrisen.

Hvis legeringen inneholder mer enn 3 % av dette metallet, begynner Al8Mg5-partikler å falle ut, for det meste, ikke inne i kornene, men langs deres grenser. Og dette har i sin tur en ekstremt negativ effekt på materialets anti-korrosjonsegenskaper. Det vil si at produktet blir mye mindre motstandsdyktig mot rust.

Magnesium og silisiumlegeringer

Slike materialer brukes oftest i prosjektering og konstruksjon. Mg2Si gjør legeringer av denne varianten veldig sterke. Noen ganger er kobber også en komponent av slike elementer. Det er også introdusert i legeringen for herding. Imidlertid tilsettes kobber til slike materialer i svært små mengder. Ellers kan anti-korrosjonsegenskapene til aluminiumslegeringen bli sterkt redusert. Interkrystallinsk rusting i dem begynner allerede med tilsetning av mer enn 0,5 % kobber.

Også kan følsomheten for korrosjon av slike materialer øke med en uberettiget økning i mengden silisium som er inkludert i sammensetningen. Dette stoffet tilsettes aluminiumslegeringer, vanligvis i slike proporsjoner at det ikke gjenstår noe etter dannelsen av Mg2Si. Silisium i sin rene form inneholder bare noen materialer av denne sorten.

Korrosjon av aluminium ogsinklegeringene

Al ruster, som allerede nevnt, langsommere enn legeringene. Dette gjelder også materialer fra Al-Zn-gruppen. Slike legeringer er etterspurt, for eksempel i flyindustrien. Noen varianter kan inneholde kobber, andre kanskje ikke. I dette tilfellet er den første typen legeringer selvfølgelig mer motstandsdyktig mot korrosjon. I denne forbindelse er Al-Zn-materialer sammenlignbare med magnesium-aluminium.

Legeringer av denne varianten med tilsetning av kobber viser tegn til ustabilitet mot rust. Men samtidig blir de ødelagt på grunn av korrosjon, de er fortsatt tregere enn de som er laget med magnesium og Cu.

Grunnleggende måter å håndtere rust

Selvfølgelig kan korrosjonshastigheten til aluminium og dets legeringer også reduseres kunstig. Det er bare noen få måter å beskytte slike materialer mot rust.

Det er for eksempel mulig å utelukke kontakten mellom dette metallet og dets legeringer med miljøet ved å male lakkmaterialer. Dessuten brukes ofte en elektrokjemisk metode for å beskytte aluminium mot rust. I dette tilfellet er materialet i tillegg dekket med et lag av mer aktivt metall.

En annen måte å beskytte Al mot rust er høyspenningsoksidasjon. En pulverlakkeringsteknikk kan også brukes for å forhindre korrosjon av aluminium. Brukes til å beskytte den, selvfølgelig, og rusthemmere.

Hvordan oksidasjon gjøres

Ved bruk av denne teknikken er aluminium og dets legeringer ofte beskyttet mot korrosjon. Utføreoksidasjon under en spenning på 250 V. Ved hjelp av denne teknikken dannes en sterk oksidfilm på overflaten av et metall eller dets legering.

Påvirkning av materialet ved strøm i dette tilfellet utføres ved bruk av vannkjøling. Ved lave temperaturer, på grunn av stress, dannes en film på overflaten av aluminium veldig sterk og tett. Hvis prosedyren utføres ved høye temperaturer, viser det seg å være ganske løs. Aluminium behandlet i et slikt miljø trenger ekstra beskyttelse mot kontakt med luft (maling).

Ved bruk av denne teknologien avfettes produktet først i en løsning av oksalsyre. Aluminiumet eller legeringen dyppes deretter i alkali. Deretter påvirkes metallet av strøm. På det siste stadiet, hvis oksidasjonen ble utført ved en tilstrekkelig høy temperatur, farges materialet i tillegg ved nedsenking i s altløsninger og behandles deretter med damp.

Using LMB

Denne metoden, i likhet med oksidering, brukes for å beskytte aluminium mot rust ganske ofte. Slikt materiale kan males med tørr, våt eller pulvermetode. I det første tilfellet behandles aluminium først med en sammensetning som inneholder sink og strontium. Videre påføres selve LKM på metallet

Ved bruk av pulvermetoden blir arbeidsflaten forhåndsavfettet ved nedsenking i alkaliske eller sure løsninger. Videre påføres kromat-, zirkonium-, fosfat- eller titanforbindelser på produktet.

Brukisolatorer

Svært ofte blir andre metaller stimulerende for utbruddet av korrosjonsprosesser i aluminium og dets legeringer. Dette skjer vanligvis ved direkte kontakt med produkter eller deler. For å forhindre at aluminium ruster, brukes spesielle isolatorer i dette tilfellet. Slike pakninger kan være laget av gummi, paronitt, bitumen. Også i dette tilfellet kan lakk og maling brukes. En annen måte å beskytte aluminium mot korrosjon i kontakt med andre materialer er å belegge overflaten med kadmium.

Det er spesielt viktig å sørge for at aluminiumsdeler i ulike mekanismer og sammenstillinger er isolert fra direkte kontakt med kobber. Det antas også at ikke bare deler laget av Al bør beskyttes mot kontakt med andre metaller. Når det gjelder korrosjonsbestandighet, er jern mye dårligere enn aluminium, som for eksempel stål. Derfor er slike metaller og noen andre ofte beskyttet på en spesiell måte. Materialene er ganske enkelt dekket med et beskyttende aluminiumslag. Slike produkter må selvfølgelig også beskyttes mot kontakt med kobber eller andre metaller.