Корозията е процес, при който желязото се разгражда от наличието на различни окислители в околната среда. Корозията има много форми и може да има много причини. Един често срещан пример е процесът на ръждясване, при който желязото се окислява в присъствието на влага. Корозията е сериозен проблем за производителите на сгради, лодки, самолети, автомобили и други метални изделия. Например, когато желязото се използва като част от мост, структурната цялост на желязото, която може да бъде повредена от корозия, е от решаващо значение за безопасността на хората, които използват моста. Вижте стъпка 1 по -долу, за да започнете да научавате как да предпазвате желязото от заплахата от корозия и как да забавите скоростта на корозия.
Стъпка
Метод 1 от 3: Разбиране на обичайните видове корозия на желязо
Тъй като днес се използват толкова много различни видове желязо, строителите и производителите трябва да се предпазват от много видове корозия. Всяко желязо има уникални електрохимични свойства, които определят какъв вид корозия (ако има такава) е податлив. Таблицата по -долу описва някои обичайни ютии и видовете корозия, на които могат да бъдат подложени.
| Желязо | Уязвимост от корозия на желязо | Общи техники за превенция | Галванична дейност* |
|---|---|---|---|
| Неръждаема стомана (пасивна) | Еднородна атака, галванична, перфорирана, напукана (всички главно в морска вода) | Почистване, защитно покритие или уплътнение | Ниско (първоначалните форми на корозия образуват защитен окислителен слой) |
| Желязо | Еднородна атака, галванична, пукнатина | Почистване, защитно покритие или уплътнение, поцинковане, защита от ръжда | Висок |
| Месинг | Равномерна атака, обезцициране, стрес | Почистване, защитно покритие или уплътнение (обикновено масло или лак), добавяне на олово, алуминий или арсен към сплавите | Понастоящем |
| Алуминий | Галванично, дупки, пукнатини | Почистване, защитно покритие или уплътнение, анод, поцинковане, катодна защита, електрическа изолация | Висока (първоначалната корозия образува устойчив окислителен слой) |
| Мед | Галванично, дупка, естетическо петно | Почистване, защитно покритие или запечатване, добавяне на никел към метални сплави (особено за саламура) | Ниска (първоначалната корозия образува задържаща патина) |
*Моля, имайте предвид, че колоната „Галванична активност“се отнася до свързаната химична активност на желязото, описана в галваничната таблица на референтния източник. За целите на тази таблица „колкото по -висока е галваничната активност на желязото, толкова по -бързо ще претърпи галванична корозия, когато се комбинира с по -малко активно желязо“.
Стъпка 1. Предотвратете равномерната корозия на атаката, като защитите повърхността на желязото
Еднородна атакуваща корозия (понякога съкратена до „равномерна“корозия) е вид корозия, която протича съответно по еднакъв начин върху откритите метални повърхности. При този вид корозия цялата повърхност на желязото е атакувана от корозия и по този начин корозията протича с еднаква скорост. Например, ако незащитен метален покрив е редовно изложен на дъжд, цялата повърхност на покрива ще бъде в контакт със същото количество вода и по този начин ще корозира с еднаква скорост. Най -лесният начин да се предпазите от еднакво нападение обикновено е да поставите защитна бариера между зрънцето и корозивното вещество. Това могат да бъдат редица неща - боя, маслени уплътнения, „или“електрохимичен разтвор като поцинковано цинково покритие.
В подземни или потапящи ситуации катоден щит също е добър вариант
Стъпка 2. Предотвратете галваничната корозия, като прекъснете потока на йони от едно желязо към друго
Една важна форма на корозия, която може да възникне независимо от физическата якост на желязото, е галваничната корозия. Галванична корозия възниква, когато две ютии с различен потенциал на електрод влязат в контакт с присъствието на електролит (например солена вода), който създава път на електрическа проводимост между тях. Когато това се случи, железните йони преминават от по -активното желязо към по -малко активното желязо, което кара по -активното желязо да корозира по -бързо и по -малко активното желязо да корозира по -бавно. На практика това означава, че корозията ще се развие върху по -активното желязо в точката на контакт между двете ютии.
- Всеки метод за защита, който предотвратява потока на йони между ютиите, може да спре галваничната корозия. Осигуряването на желязото със защитен слой може да помогне за предотвратяване на електролитите от околната среда, създавайки път на електрическа проводимост между двете ютии, които процесите на електрохимично екраниране като поцинковане и анод също работят добре. Можете също така да предотвратите галванична корозия на електрически изолиращи области от желязо в контакт.
- В допълнение, използването на катодна или анодна защита може да защити важното желязо от галванична корозия. Вижте по -долу за повече информация.
Стъпка 3. Предотвратете появата на корозия, като защитите повърхността на желязото, избягвайте източниците на хлориди в околната среда и избягвайте нарязвания и драскотини
Вдлъбнатините са форма на корозия, която протича в микроскопичен мащаб, но може да има сериозни последици. Дупките са основна грижа за желязото, което извлича своята корозионна устойчивост от тънък слой пасивно съединение на повърхността му, тъй като тази форма на корозия може да доведе до структурни разрушения в ситуации, при които защитното покритие обикновено го предотвратява. Дупки възникват там, където малко парче желязо губи пасивния си защитен слой. Когато това се случи, галванична корозия настъпва в микроскопичен мащаб, което води до образуването на малки дупки в желязото. В тази дупка околната среда става с високо съдържание на киселина, което ускорява процеса. Обикновено дупките се предотвратяват чрез нанасяне на защитен слой върху металната повърхност и/или използване на катодна защита.
Излагането на среда с високо съдържание на хлор (като например солена вода) може да ускори процеса на перфорация
Стъпка 4. Предотвратете корозионното напукване, като сведете до минимум тесните пространства в дизайна на обекта
Корозия на пукнатините възниква в пространства от метални предмети, където достъпът до заобикалящата течност (въздух или течност) е много лош - например под болтове, под шайби, под стълбове или между шарнирни съединения. Корозия на пукнатините възниква там, където пролуката между металните повърхности е достатъчно широка, за да позволи на течността да влезе, но достатъчно тясна, така че течността е трудно да излезе и става в застой. Околната среда в това малко пространство става корозивна и желязото започва да корозира в процес, подобен на корозия на пукнатини. Предотвратяването на корозионно напукване обикновено е проблем на дизайна. Чрез минимизиране на наличието на тесни пролуки в конструкцията на метални предмети чрез покриване на тези празнини или осигуряване на циркулация, е възможно да се сведе до минимум корозията на пукнатините.
Корозията на пукнатините представлява особена грижа при работа с желязо като алуминий, който има пасивен външен защитен слой, тъй като механизмите за корозия на пукнатините могат да допринесат за разрушаването на това покритие
Стъпка 5. Предотвратете корозията на пукнатини от напрежение, като използвате само сигурни товари и/или отгряване
Стресовото корозионно напукване (SCC) е форма на корозионен структурен срив, който е загрижен за инженерите, проектиращи строителни конструкции, които поддържат критични натоварвания. С появата на SCC желязото, поддържащо товара, образува пукнатини и счупвания под границата на натоварване - в тежки случаи, в по -малка степен. В присъствието на корозивни йони, микроскопични малки пукнатини в желязото, причинени от напрежението на опън на тежките заряди, се разпространяват, когато корозионните йони достигат върха на пукнатината. Това води до бавно увеличаване на пукнатината и може да доведе до разрушаване на конструкцията. SCC е особено опасен, защото може да възникне дори в присъствието на материали, които обикновено са по -малко корозивни за желязото. Това означава, че тази вредна корозия възниква, докато останалата част от желязната повърхност изглежда незасегната.
- Предотвратяването на SCC е отчасти проблем с дизайна. Например, изборът на материали, които са устойчиви на SCC, в средата, в която ще функционира желязото, и гарантирането, че железният материал е правилно изпитан на стрес, може да помогне за предотвратяване на SCC. В допълнение, процесът на укрепване на желязото може да премахне остатъчното напрежение от конструкцията.
- Известно е, че SCC се влошава от високите температури и наличието на разтворени хлорид-съдържащи течности.
Метод 2 от 3: Предотвратяване на корозия с домашни решения
Стъпка 1. Боядисвайте повърхността на желязото
Вероятно най -често срещаният и евтин метод за защита на желязото от корозия е просто да го покриете с боя. Процесът на корозия включва влага и окислители, взаимодействащи с повърхността на желязото. По този начин, ако желязото е покрито със защитна бариерна бариера, нито влагата, нито окислителите могат да влязат в контакт със самото желязо и не настъпва корозия.
- Самата боя обаче е склонна към разграждане. Пребоядисвайте винаги, когато нещо е нарязано, износено или повредено. Ако боята се разгради, така че желязото да е изложено, не забравяйте да проверите за корозия или повреда на откритото желязо.
-
Има много методи за боядисване на метални повърхности. Металниците често използват няколко от тези методи, за да гарантират, че всички метални предмети получават цялостно покритие. По -долу са дадени някои примерни методи с коментари за тяхното използване:
- Четка - използва се за труднодостъпни пространства.
- Ролка - използва се за покриване на големи пространства. Евтино и лесно.
- Въздушен спрей - използва се за покриване на големи пространства. По -бързо, но не толкова лесно като валяк (разточителна боя).
- Безвъздушен спрей/Електростатичен безвъздушен спрей - използва се за покриване на големи пространства. Бързо и позволява различна степен на плътна/тънка консистенция. Не е толкова разточително, колкото обикновената вода за пръскане. Оборудването е доста скъпо.
Стъпка 2. Използвайте морска боя за изложено на вода желязо
Металните предмети, които са редовно (или постоянно) в контакт с вода, като например лодки, изискват специална боя за защита срещу високата вероятност от корозия. В тази ситуация „нормалната“корозия под формата на ръждясване не е единствената грижа (въпреки че е доста голяма), тъй като морският живот (ракообразни и др.) Може да расте върху незащитено желязо, което може да бъде източник на износване и допълнителна корозия. За да защитите метални предмети като лодки и други, не забравяйте да използвате висококачествена епоксидна морска боя. Този вид боя не само предпазва желязото от влага, но също така предотвратява растежа на морския живот на повърхността му.
Стъпка 3. Нанесете защитно смазване върху движещи се метални части
За плоски и статични метални повърхности боята върши отлична работа за задържане на влагата и предотвратяване на корозия, без това да повлияе на използваемостта на ютията. Боята обаче обикновено не е подходяща за преместване на метални части. Например, ако рисувате върху пантата на вратата, когато боята изсъхне, тя ще задържи пантите, блокирайки нейното движение. Ако отворите вратата със сила, боята ще се напука, оставяйки място за влага да достигне ютията. По-добър избор за железни части като панти, фуги, валове и т.н. е подходящо неразтворимо във вода смазване. Този основен слой смазка ще отблъсне влагата, като същевременно гарантира гладко и лесно движение на вашите метални части.
Тъй като смазките не изсъхват на място като боята, те могат да се разградят с течение на времето и да изискват редовна повторна употреба. Периодично нанасяйте отново смазване върху металните части, за да сте сигурни, че те остават ефективни като защитно уплътнение
Стъпка 4. Почистете добре металната повърхност преди боядисване или смазване
Независимо дали използвате обикновена боя, морска боя или защитно смазване/запечатване, трябва да се уверите, че ютията ви е чиста и суха, преди да започнете процеса на нанасяне. Уверете се, че ютията не съдържа никакви замърсявания, мазнини, остатъци от заваряване или корозия, тъй като това може да пропилее усилията ви, като допринесе за корозия в бъдеще.
- Почвата, маслото и други отломки могат да попречат на боята и смазването, като предотвратяват залепването на боята или смазката директно върху металната повърхност. Например, ако рисувате върху лист стомана с парче желязо отгоре, боята ще изсъхне върху шлайфането, оставяйки празно място в ютията отдолу. Ако и кога острилката падне. Изложената част ще бъде податлива на корозия.
- Ако боядисвате или смазвате желязна повърхност с вече съществуваща корозия, целта ви трябва да бъде да направите повърхността възможно най-гладка и нормална, за да осигурите възможно най-доброто залепване на уплътнението към ютията. Използвайте телена четка, шкурка и/или химикал за отстраняване на ръжда, за да премахнете възможно най -много корозия.
Стъпка 5. Пазете незащитените железни продукти далеч от влага
Както бе отбелязано по -горе, повечето форми на корозия се влошават от влагата. Ако не можете да нанесете защитен слой боя или уплътнение върху ютията си, трябва да внимавате да не се излагате на влага. Полагането на усилия да се запазят незащитените железни инструменти сухи може да увеличи тяхната полезност и да удължи техния ефективен живот. Ако вашето желязо е изложено на вода или влага, не забравяйте да го почистите и подсушите веднага след употреба, за да предотвратите появата на корозия.
В допълнение към наблюдението на излагане на влага по време на употреба, не забравяйте да съхранявате метални предмети на закрито, на чисто и сухо място. За големи предмети, които не се побират в шкаф или шкаф, покрийте предмета с кърпа. Това помага за отблъскване на влагата от въздуха и предотвратява натрупването на прах по повърхността
Стъпка 6. Уверете се, че металната повърхност е възможно най -чиста
След всяко използване на метален предмет, независимо дали металът е боядисан или не, не забравяйте да почистите функционалната му повърхност, премахвайки всякакви замърсявания, мазнини или прах. Натрупването на мръсотия върху металната повърхност може да допринесе за износването на желязото и/или защитното му покритие, което води до корозия с течение на времето.
Метод 3 от 3: Предотвратяване на корозия с усъвършенствани електрохимични разтвори
Стъпка 1. Използвайте процеса на поцинковане
Поцинкованото желязо е желязо, което е покрито с тънък слой цинк, за да го предпази от корозия. Цинкът е по -химически активен от основното желязо, така че той се окислява, когато е изложен на въздух. След като цинковият слой се окисли, той образува защитен слой, предотвратявайки по -нататъшна корозия на подлежащото желязо. Най -често срещаният вид поцинковане днес е процес, наречен горещо поцинковане, при който парче желязо (обикновено стомана) се потапя в горещ разтопен цинк, за да се получи равномерно покритие.
-
Този процес включва боравене с промишлени химикали, някои от които са опасни при стайна температура, при много високи температури и не трябва да се опитват от никой друг, освен от обучен професионалист. По -долу са основните стъпки на процеса на горещо поцинковане на стомана:
- Стоманата се почиства с горещ разтвор, за да се отстранят замърсяванията, маслото, боята и т.н., след което се изплаква обилно.
- Стоманата се потапя в киселина, за да се отстрани мелницата, след което се изплаква.
- Материал, наречен „флюс“, се нанася върху стоманата и се оставя да изсъхне. Това помага на крайния цинков слой да се залепи към стоманата.
- Стоманата се потапя в горещ цинк и се оставя да достигне температурата на цинка.
- Стоманата се охлажда в „охлаждащ резервоар“, напълнен с вода.
Стъпка 2. Използвайте жертвения анод
Един от начините за защита на железни предмети от корозия е да прикрепите електрически към него малък, реактивен метал, наречен „анод за жертвоприношение“. Поради електрохимичната връзка между по -голямото желязно тяло и малкото реактивно тяло (което е описано накратко по -долу), само малкото и реактивно желязо ще претърпи корозия, оставяйки голямото и важното желязо непокътнато. Когато жертвеният анод корозира напълно, той трябва да бъде заменен, в противен случай по -голямото желязо ще корозира. Този метод за защита от корозия обикновено се използва за погребани конструкции като подземни резервоари за съхранение или обекти, които са в постоянен контакт с вода, като лодки.
- Жертвеният анод е направен от няколко различни вида реактивно желязо. Цинкът, алуминият и магнезият са трите най -често използвани ютии за тази цел. Поради химичните свойства на тези материали, цинкът и алуминият обикновено се използват за железни материали в солена вода, докато магнезият е по -подходящ за целите на сладките води.
- Жертвени аноди могат да се използват поради химическия процес на корозия. Когато железен предмет корозира, естествено се образуват области, които са химически подобни на анода и катода в електрохимична клетка. Електроните текат от анода на желязната повърхност към околния електролит. Тъй като жертвеният анод е много реактивен в сравнение със защитеното желязо, самият обект става силно катоден за сравнение и по този начин електроните изтичат от жертвения анод, което го кара да корозира, но не и останалата част от желязото.
Стъпка 3. Използвайте „импресиран ток“
Тъй като електрохимичният процес зад корозията на желязо включва поток от електричество под формата на електрони, изтичащи от желязото, е възможно да се използва външен източник на електрически ток за контрол на корозионния поток и предотвратяване на корозия. Този процес (наричан „импресиран ток“) е непрекъснат отрицателен железен заряд върху защитеното желязо. Този заряд претоварва потока, причинявайки изтичане на електрони от желязото, предотвратявайки корозията. Този вид защита обикновено се използва за погребани железни конструкции като резервоари за съхранение и тръби.
- Имайте предвид, че типът електрически ток, използван за защитни системи с импресионен ток, обикновено е постоянен ток (DC).
- Обикновено импресиран ток, който предотвратява корозията, се генерира чрез погребване на два железни анода в земята в близост до защитен метален предмет. Електрическият ток се изпраща през изолационния проводник на анода, който след това тече през земята и в металния обект. Електричеството тече през железни предмети и след това се връща към източника на електричество (генератори, токоизправители и т.н.) през изолационни проводници.
Стъпка 4. Използвайте анодиране
Анодирането е специален повърхностен защитен слой, използван за защита на желязото от корозия. Ако някога сте виждали светъл железен карабинер, виждали сте цветна анодирана желязна повърхност. Вместо физическо нанасяне на защитно покритие, като боя, анодирането използва електрически ток, за да придаде на желязото защитен слой, който предотвратява почти всички форми на корозия.
- Химичният процес зад анодирането включва факта, че много ютии, като алуминий, естествено образуват химически продукти, наречени оксиди, когато са в контакт с кислород във въздуха. В резултат на това желязото обикновено има тънък външен оксиден слой, който предпазва (в различна степен, в зависимост от желязото) от по -нататъшна корозия. Електрическият ток, използван в процеса на анодиране, обикновено създава по -дебело натрупване на този оксид върху повърхността на желязото от обикновено, осигурявайки голяма защита от корозия.
-
Има няколко различни начина за даряване на желязо. По -долу са основните стъпки на един от процесите на анодиране. Вижте Как да анодирате алуминий за повече информация.
- Алуминият се почиства и обезмаслява.
- Онечистванията по алуминиевата повърхност се отстраняват с разтвор за отстраняване на замърсявания.
- Алуминият се поставя в киселинна баня при постоянен ток и температура (например 12 ампера/квадратни фута и 70-72 градуса F (21-22 градуса C).
- Алуминият се отстранява и изплаква.
- Алуминият по избор се въвежда в багрилото при 100-140 градуса F (38-60 градуса C).
- Алуминият се запечатва чрез потапяне във вряща вода за 20-30 минути.
Стъпка 5. Използвайте пасивно желязо
Както бе отбелязано по -горе, някои желязо естествено образува защитен оксиден слой, когато е изложен на въздух. Някои желязо образуват този оксиден слой толкова ефективно, че той става химически неактивен. Казваме, че желязото е „пасивно“по отношение на „пасивен“процес, при който става по -малко реактивен. В зависимост от употребата, пасивните железни предмети може да не се нуждаят от допълнителна защита, за да ги направят устойчиви на корозия.
-
Един добре известен пример за пасивно желязо е неръждаемата стомана. Неръждаемата стомана е често срещана сплав от стомана и хром, която е устойчива на корозия при повечето условия, без да изисква защита. За повечето ежедневни приложения корозията обикновено не е проблем за неръждаемата стомана.
Трябва обаче да се каже, че при определени условия неръждаемата стомана не е 100% устойчива на корозия - например в солена вода. По същия начин много пасивни ютии стават не пасивни при екстремни метеорологични условия и по този начин не са подходящи за всички приложения
Съвети
- Имайте предвид междузърнестата корозия. Това влияе върху способността на желязото да се формова или манипулира и намалява общата здравина на желязото.
- Американският съвет за лодки и яхти обикновено препоръчва връзването на лодката. Алуминиевите и стоманените лодки обаче не трябва да бъдат привързани, за да се предотврати корозия на желязото.
Внимание
- Никога не оставяйте силно корозирали метални части в превозни средства или лодки. Степента на корозия варира, но всяка корозия може да показва сериозни структурни повреди. За безопасност сменете или премахнете всички признаци на корозия на желязо.
- Когато използвате жертвен анод, не го боядисвайте. Това би направило невъзможно електроните да преминат в околността, отнемайки тяхната защита срещу корозия.
