Alumiiniseoksen korroosion syyt ja sen suojatoimenpiteet

Alumiiniseoksen korroosion nykytila

Ylivoimaisen suorituskyvyn metallimateriaalina, alumiiniseosta on käytetty laajasti monilla aloilla, kuten laivanrakennuksessa ja suurnopeusjunissa. Kuitenkin, alumiiniseoksella on vakavia korroosio-ongelmia eri ympäristöissä.

Kuivassa ilmakehän ympäristössä, alumiiniseoksen pinnalla oleva passivointikalvo on vakaa eikä sitä ole helppo tuhota. Kuitenkin, Paikallista kuoppia esiintyy, jos se altistuu ulkoilman ympäristölle pitkään. Esimerkiksi, sen jälkeen, kun pöly-ioneja on kertynyt pinnalle, metallipinnalle vesikalvoon pöly-ionien alle muodostuu happivajavyöhyke, mikä johtaa passivointikalvon tuhoutumiseen ja itsepassivoitumiskyvyn heikkenemiseen.

Alumiiniseoksen korroosio

Teollisuuden ilmapiirissä, suojakalvo vaurioituu helposti ja korroosionkestävyys heikkenee. Erityisesti rikkioksidihapposateiden saastuttamilla alueilla, korroosionkestävyys heikkenee merkittävästi, ja alumiinimateriaalin etuosa on yleensä musta, musta valkoisilla täplillä tai harmaa mustilla täplillä.

Merellisessä ilmapiirissä, CL- sillä on voimakas tuhoava vaikutus passivointikalvoon. Alumiinilejeeringin passiivinen tila merivedessä on epävakaa, ja paikallinen korroosio on sen pääkorroosiomuoto. Yleiseen paikalliseen korroosioon kuuluu piste- ja rakokorroosio. Puhdas alumiini ei aiheuta rakeiden välistä korroosiota, kun taas alumiiniseoksella on suurempi herkkyys rakeiden väliselle korroosiolle. Jännityskorroosiota esiintyy pääasiassa lämpökäsitellyissä erittäin lujissa alumiiniseoksissa, ja ne kaikki ovat rakeiden välistä halkeilutyyppiä. Kun alumiiniseokset ovat kosketuksissa useimpien meriveden metallien kanssa, ne ovat anodisia, joka nopeuttaa alumiinin korroosiota. Täysin upotusalueella tai vuorovesialueen alueella, pintameren biolikaantuminen on vakavampaa kuin muut metallit, mikä pahentaa alumiiniseosten paikallista korroosiota.

Erilaisissa korroosioympäristöissä, alumiiniseosten keskimääräinen pistesyvyysaste 20 vuodet on vakavaa. Maaseutuympäristöissä, se on 10-55 μm; kaupunkiympäristöissä, se on 100-190 μm; meriympäristöissä, se on 85 ~ 260 μm. Kun alumiini on kosketuksissa metallien, kuten teräksen, kanssa, kuparia ja ruostumatonta terästä, on olemassa galvaanisen korroosion vaara.

Alumiiniseosten korroosioongelma ei vaikuta pelkästään sen estetiikkaan, mutta myös lyhentää sen lujuutta ja käyttöikää, ja jopa uhkaa sen turvallisuutta käytössä. Esimerkiksi, laivanrakennuksessa, alumiiniseosrakenteiden korroosio voi aiheuttaa rungon lävistyksen, jotka vaikuttavat aluksen navigointiturvallisuuteen; suurnopeusjunissa, alumiiniseosten korroosio voi vaikuttaa junan kulkuvakauteen ja turvallisuuteen. Siksi, on ratkaisevan tärkeää ratkaista alumiiniseosten korroosioongelma.

Alumiiniseoskorroosion "luonnollinen vihollinen".

(Minä) Kemiallisten aineiden pelko

Alumiiniseokset ovat erittäin herkkiä kemiallisille aineille, kuten alkalille, happoa, ja kloridi, ja ovat alttiita korroosioreaktioille. Kun alumiiniseokset kohtaavat vahvoja alkalisia aineita, kuten natriumhydroksidi, sen pinnalla oleva suojakalvo tuhoutuu, ja alumiini liukenee siihen, jolloin happi syöpyy. Laimea rikkihappo syövyttää myös alumiiniseosten pinnalla olevaa tiheää suojakalvoa. Kemiallinen kaava on Al2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H20. Lisäksi, yksi korroosioista, joita alumiiniseokset pelkäävät eniten, on kloridi. Vaikka alumiiniseokset ovat suositeltu materiaali laivavarusteiden valmistuksessa, siltoja, autot, ja laivoja, kloridisuolavedellä on voimakas syövyttävä vaikutus alumiiniseoksiin. Kun alumiiniseosten pinta on kloridisuolaveden saastuttama, se menettää sitkeytensä kloridien vaikutuksesta ja vaurioituu helposti toistuvan mekaanisen rasituksen seurauksena.

Alumiiniseoksen korroosion syyt

(II) Huoli huonoista profiileista

Epävirallisten valmistajien tuottamat epäpuhtauksia sisältävät kierrätetyt alumiiniprofiilit ovat suuri piilevä alumiiniseoksen korroosion vaara. Jos alumiiniseosovissa ja -ikkunoissa käytetyt alumiiniprofiilit eivät ole tavallisten valmistajien valmistamia eivätkä täytä kansallisia standardeja, mutta kierrätettyä alumiinia, joka sisältää epäpuhtauksia, käytetään kalastukseen levottomilla vesillä, silloin tällaiset alumiiniovet ja -ikkunat ovat alttiita ruosteelle ja korroosiolle. Tässä huonommassa profiilissa on puutteita valmistusprosessissa ja materiaalin laadussa, ja sen pintaoksidikerros vaurioituu helposti, joka ei voi tarjota tehokasta suojaa alumiiniseokselle, mikä lisää alumiiniseoksen ruosteen ja korroosion riskiä.

(III) Erikoisympäristöjen riskit

Erikoisympäristöissä, kuten valtamerissä ja teollisuudessa, alumiiniseokset kohtaavat vakavia korroosiohaasteita. Merellisessä ympäristössä, alumiiniseokset ovat herkkiä hapettumiselle, sulfidi, ja kloridikorroosiota. Alumiiniseosten korroosio valtameressä johtuu pääasiassa hapetusreaktioista ja kloridi-ionien vaikutuksesta. Meriveden kloridi-ionit tunkeutuvat lejeeringin pintaan ja muodostavat oksidikerroksen alumiinipinnan kanssa. Kuitenkin, pitkäaikaisessa altistuksessa, kloridi-ionit tuhoavat oksidikerroksen, mikä johtaa alumiiniseosten pahenevaan korroosioon. Samaan aikaan, sulfidi on myös suuri "luonnollinen vihollinen" alumiiniseoksille meriympäristössä. Sulfidi on yhdiste, jolla on erittäin vahva elektroniaffiniteetti, joka voi helposti syövyttää alumiiniseosten pintaa. Ilmailun ja ilmailun alalla, kun raketteissa käytettyjä alumiiniseososia käytetään kaukosäätimellä, happiköyhät ympäristöt, sulfidit muodostavat stabiilin pinnoitteen materiaalin pinnalle, vaikuttaa vakavasti materiaalin suorituskykyyn. Teollisissa ympäristöissä, erityisesti rikkioksidihapposateiden saastuttamilla alueilla, alumiiniseosten suojakalvo vaurioituu helposti ja korroosionkestävyys heikkenee. Alumiinimateriaalien etupuoli on yleensä musta, musta valkoisilla täplillä tai harmaa mustilla täplillä.

Alumiiniseoksen korroosion syyt

(Minä) Yleinen korroosio ja paikallinen korroosio

Korroosion ilmenemisestä, alumiinikorroosio voidaan jakaa yleiskorroosioon ja paikalliseen korroosioon. Yleiskorroosiota kutsutaan myös kokonaiskorroosioksi tai tasaiseksi korroosioksi, joka viittaa ympäristön kanssa kosketuksiin joutuneen materiaalin pinnan tasaiseen korroosioon ja katoamiseen. Alumiinin korroosio alkalisessa liuoksessa on yleinen tasainen korroosio, kuten alkalipesu. Korroosion seurauksena alumiinipinta ohenee samalla nopeudella ja paino pienenee. Mutta täysin tasaista korroosiota ei ole olemassa, ja paksuuden pienennys on erilainen eri paikoissa.

Alumiiniseoksen pistereikä

Paikallisella korroosiolla tarkoitetaan korroosion esiintymistä, joka rajoittuu rakenteen tiettyyn alueeseen tai sijaintiin. On pääasiassa seuraavia tyyppejä:

1. Pitting: Pisteitä esiintyy metallipinnan hyvin paikallisella alueella tai sijainnissa, tuloksena on luolia tai kuoppia ja ulottuu sisäänpäin, ja jopa aiheuttaa reikiä. Alumiini on usein kuoppainen klorideja sisältäviin vesiliuoksiin. Alumiinin korroosion joukossa, kuoppaus on yleisin, joka johtuu tietyn alumiinialueen potentiaalin ja alustan potentiaalin välisestä erosta, tai epäpuhtauksien läsnäolosta, joiden potentiaali poikkeaa alumiinisubstraatin potentiaalista.

Alumiiniseoksen rakeiden välinen korroosio

2. Rakeiden välinen korroosio: Selektiivinen korroosiotyyppi, jota esiintyy metallien tai metalliseosten raerajoilla, kun itse rakeet tai kiteet eivät ole merkittävästi syöpyneet, mikä aiheuttaa jyrkän materiaalin mekaanisten ominaisuuksien heikkenemisen, johtaa rakenteellisiin vaurioihin tai onnettomuuksiin. Tämän tyyppistä korroosiota voi esiintyä erittäin puhtaassa alumiinissa suolahapossa ja korkean lämpötilan vedessä. Al-Mg, Al-Zn-Mg, To-mg-si, ja AI-Cu-lejeeringit ovat suhteellisen herkkiä rakeiden väliselle korroosiolle. Syy rakeiden väliseen korroosioon on se, että raeraajat ovat tietyissä olosuhteissa erittäin aktiivisia, kuten epäpuhtaudet raerajoilla, tai tietyn seosaineen lisäys tai väheneminen raerajoilla. Toisin sanoen, raerajoilla on oltava ohut kerros, joka on elektronegatiivinen muuhun alumiiniin nähden, ja se syöpyy ensin.

3. Galvaaninen korroosio: Kun suhteellisen aktiivinen metalli, kuten alumiini (anodi) koskettaa vähemmän aktiivista metallia samassa ympäristössä tai on kytketty johtimella, muodostuu galvaaninen pari ja virta kulkee, johtaa galvaaniseen korroosioon. Alumiinin luonnollinen potentiaali on negatiivinen. Kun alumiini koskettaa muita metalleja, alumiini on aina anodi, ja korroosio kiihtyy. Melkein mitä tahansa alumiinia ja alumiiniseosta on vaikea välttää galvaanista korroosiota. Kun potentiaaliero kahden kosketuksessa olevan metallin välillä on suurempi, galvaaninen korroosio on selvempi. Galvaanisessa korroosiossa, aluetekijä on erittäin tärkeä, ja suuri katodi ja pieni anodi ovat epäedullisin yhdistelmä.

Alumiiniseoksen galvaaninen korroosio

4. Rakokorroosio: Kun samat tai eri metallit koskettavat toisiaan, tai metalli ja ei-metalli koskettavat toisiaan, muodostuu aukko, ja korroosiota muodostuu rakoon tai sen läheisyyteen. Raon ulkopuolella ei ole korroosiota, joka johtuu hapen puutteesta raossa, koska tällä hetkellä muodostuu keskittymissolu. Rakokorroosiolla ei ole juuri mitään tekemistä metalliseoksen tyypin kanssa, ja jopa erittäin korroosionkestäviä seoksia esiintyy. Raon huipulla oleva hapan ympäristö on korroosion liikkeellepaneva voima. Se on eräänlainen korroosio kerrostumien alla (mittakaavassa). Korroosio laastin alla pinnalla 6063 seokset arkkitehtoniset alumiiniprofiilit ovat hyvin yleinen rakokorroosiotyyppi mittakaavassa.

5. Jännityskorroosiohalkeilu: Korroosiohalkeilu, joka johtuu vetojännityksen ja erityisten syövyttävien väliaineiden rinnakkaisesta esiintymisestä. Jännitys voi olla ulkoista tai jäännösjännitystä metallin sisällä. Jälkimmäinen voi muodostua muodonmuutoksesta käsittelyn ja valmistuksen aikana, tai jyrkät lämpötilan muutokset sammutuksen aikana, tai sisäisen rakenteen muutoksista johtuvista tilavuuden muutoksista. Niittauksen aiheuttama stressi, pulttaus, puristussovitus, ja kutistussovitus on myös jäännösjännitystä. Kun metallipinnan vetojännitys saavuttaa myötörajan Rpo.2, syntyy jännityskorroosiohalkeilua. Onko se 7000 sarja alumiiniseosta paksu levy tai 2000 sarja, jäännösjännitys muodostuu sammutuksen aikana. Se tulee poistaa esivenyttämällä ennen vanhentamiskäsittelyä, jotta vältetään muodonmuutos tai jopa sen joutuminen osiin lentokoneen osien käsittelyn aikana.

Jännityskorroosiohalkeilu

6. Kerroskorroosio: Tätä korroosiota kutsutaan myös kuorimiseksi, hilseilevä, ja kerroskorroosiota, jota voidaan yksinkertaisesti kutsua kuorimiseksi. Se on erityinen korroosiomuoto 2000 sarja, 5000 sarja, 6000 sarja, ja 7000 sarjan seokset. Se on yleisempää suulakepuristetuissa materiaaleissa. Kun se ilmestyy, se voidaan kuoria pois kerros kerrokselta kuten kiille.

Laminaarikorroosio

7. Filiforminen korroosio: Se on kalvon alakorroosiota, joka kehittyy kalvon alle matomaisessa muodossa. Tämä kalvo voi olla maalikalvo tai muita kerroksia. Sitä ei yleensä esiinny anodisoidun kalvon alla. Lankamainen korroosio liittyy seoksen koostumukseen, pinnoituksen esikäsittely, ja ympäristötekijät. Ympäristötekijöihin kuuluu kosteus, lämpötila, kloridi, jne.

Filiforminen korroosio

(II) Vaikuttavien tekijöiden analyysi

Alumiiniseoksen korroosion vaikuttavia tekijöitä ovat pääasiassa ympäristö, metallurgia ja stressi.

• 1. Ympäristötekijät: Alumiiniseoksen jännityskorroosioon vaikuttavia ympäristötekijöitä ovat pääasiassa ionityyppi, ionipitoisuus, liuoksen pH, happea ja muita kaasuja, korroosionestoaineita, ympäristön lämpötila, ympäristön paine, jne. Esimerkiksi, erilaisissa ilmakehän ympäristöissä, 2A12- ja 7A04-alumiiniseosten jännityskorroosioherkkyys on erilainen, ja ne ovat herkempiä meriympäristöissä. Meriympäristö sisältää suuren määrän suolaa, ja Cl- tunkeutuu alumiiniseoksen pinnalla olevan suojakalvon läpi ja menee sisälle, aiheuttaa siihen korroosiota. Kun HNO3-liuoksen massapitoisuus on välillä 20% ja 40%, alumiiniseoksen korroosio voimistuu, ja alumiiniseoksen korroosionopeus saavuttaa korkeimman pisteen, kun pitoisuus on noin 35%. Väkevässä HNO3-liuoksessa, alumiiniseoksen jännityskorroosio ei ole ilmeinen, koska alumiiniseoksen pinnalle muodostuu tiheä oksidikalvo, joka estää HNO3:n lisäkorroosion.
• 2. Metallurgiset tekijät: Metallurgisiin tekijöihin kuuluu pääasiassa valumenetelmä, käsittelymenetelmä ja lämpökäsittely. Erilaiset metallurgiset tekijät muuttavat alumiiniseoksen pintakalvon tyyppiä, ja aiheuttaa erilaisia ​​sisäisiä organisaatioita ja muutoksia alumiiniseoksen kiderakenteessa, vaikuttaa siten alumiiniseoksen sähkökemialliseen ja mekaaniseen käyttäytymiseen, tuloksena alumiiniseoksen erilainen jännityskorroosioherkkyys. Esimerkiksi, katodinen polarisaatio lisää alumiiniseoksen jännityskorroosioherkkyyttä, ja kitkasekoitushitsauksen jännityskorroosioherkkyys on pienempi kuin sulahitsauksen. Yleisesti uskotaan, että asianmukaista hoitoa 6061-T6 ja 3004 alumiiniseoksissa ei ole SCC:tä.
• 3. Stressitekijät: Stressitekijöitä ovat pääasiassa kuormitustyyppi, kuorman koko, lataussuunta, latausnopeus, jne. Mitä tulee SCC:hen, jännityssuunnan tulee olla kohtisuorassa raerajaa vastaan, jotta se voidaan erottaa. Yksi avaintekijöistä jännityskorroosion syntymiselle on jännitys. Erilaiset stressivaikutukset saavat aikaan erilaisia ​​vaikutuksia. Vuorotteleva rasitus ja ympäristö toimivat yhdessä tuottaen korroosioväsymistä, joka yleensä eroaa merkittävästi kiinteän jännityksen aiheuttamasta jännityskorroosiohalkeilusta. Yleensä, korroosioväsymisellä on vakavampia seurauksia kuin jännityskorroosiolla. Lisäksi, erilaiset lastausnopeudet vaikuttavat myös alumiiniseoksen jännityskorroosion herkkyyteen.

Alumiiniseoksen suojausmenetelmä

(Minä) Materiaalien korroosionkestävyyden parantaminen

Kohtuullisen koostumuksen ja lämpökäsittelyprosessin valitseminen on tärkeä menetelmä alumiiniseoksen korroosionkestävyyden parantamiseksi. Esimerkiksi, joitakin korroosionkestäviä elementtejä, kuten kuparia, magnesium, sinkki, jne. voidaan lisätä alumiiniseokseen korroosionkestävän seoksen muodostamiseksi. Nämä elementit voivat parantaa alumiiniseoksen korroosionkestävyyttä ja parantaa sen vakautta ankarissa ympäristöissä. Samaan aikaan, kohtuullinen lämpökäsittelyprosessi voi muuttaa alumiiniseoksen sisäistä organisaatiota ja kiderakennetta, parantaa siten sen korroosionkestävyyttä. Esimerkiksi, liuoshoidon ja ikääntymishoidon kautta, alumiiniseoksen vahvistusvaihe voidaan jakaa tasaisesti, parantaa sen korroosionkestävyyttä.

Alumiiniseoksen korroosionesto

(II) Pintakäsittelystrategia

• 1. Anodisoiva: Anodisointi on menetelmä paksun oksidikalvon muodostamiseksi alumiiniseoksen pinnalle, joka voi tehokkaasti parantaa alumiiniseoksen korroosionkestävyyttä. Anodisointiprosessi voi säätää oksidikalvon paksuutta ja laatua säätelemällä prosessiparametreja parantaakseen entisestään sen korroosionkestävyyttä.
• 2. Maalaus: Maalaus on yleinen pintakäsittelymenetelmä, joka voi muodostaa suojakalvon alumiiniseoksen pintaan estääkseen alumiiniseoksen joutumisen ulkoiseen ympäristöön., parantaa siten sen korroosionkestävyyttä. Kun valitset pinnoitetta, tulee valita pinnoite, jolla on hyvä korroosionkestävyys ja tarttuvuus.
• 3. Puhdas alumiini pinnoitettu kovaa alumiinia: Kovan alumiinin pinnalle päällystetty puhdas alumiini voi parantaa kovan alumiinin korroosionkestävyyttä. Puhdas alumiini muodostaa tiheän oksidikalvon ilmaan, joka voi tehokkaasti estää alumiiniseoksen joutumisen ulkoiseen ympäristöön, parantaa siten sen korroosionkestävyyttä.

(III) Veden- ja pölynkestävät toimenpiteet

• 1. Tuotteen suunnittelu: Tuotesuunnittelun on oltava IP-tason mukainen, jotta estetään IP-tunnistusvaatimusten epäonnistuminen. Suunnittelun alkuvaiheessa, On ratkaisevan tärkeää asettaa tavoite, jonka alumiinikuori tarvitsee saavuttaakseen ihanteellisen suojatason.
• 2. Materiaalin valinta: Valitse anodisoitu alumiini. Alumiiniseos muodostaa oksidikalvon joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa, jolla voi olla rooli ilman eristämisessä. Jos muita asiaan liittyviä prosesseja suoritetaan myöhemmin, oksidikalvon edut vahvistuvat.
• 3. Komponenttien valinta: Kuoren komponenttirakenteessa, vedenpitävä ja pölytiivis vaikutus voidaan parantaa useiden suojaavien suunnittelukomponenttien avulla. Esimerkiksi, tiivisteellä silikonirenkaalla on korkealaatuinen tiivistyskyky, vetolujuus, korona vastustuskyky, kaaren vastus, korkeiden ja alhaisten lämpötilojen kestävyys, ja hyvä sähköeristyskyky.
• 4. Toistettu testaus: Valmistettu vedenpitävä kuori on testattava asiaankuuluvien standardien mukaisesti sosiaalisesti tunnustetun pätevyyden saavuttamiseksi. Yonggu L/M -sarjan vedenpitävä alumiinikotelo on saanut IP68-sertifikaatin Shenzhen Bureau Veritas International Testing Groupilta (testataan tällä hetkellä täysin upotettavaksi 1.5 metriä vettä puoleksi tunniksi).

(IV) Katodisuojaustekniikka

Katodisuojaus on menetelmä metallin korroosion estämiseksi antamalla suojattuun metalliin elektroneja, jotta se katodi. Alumiiniseosten suojauksessa, uhrautuva anodisuojaus on yleisesti käytetty katodisuojausmenetelmä. Uhrianodeissa käytetään yleensä metalleja, kuten sinkkiä, magnesium, ja alumiinia. Näillä metalleilla on negatiivisempi potentiaali kuin alumiiniseoksilla. Ne liuotetaan mieluiten anodeina korroosiokennoissa, vapauttaa elektroneja, ja virtaa suojattuun alumiiniseokseen, tehdä siitä katodi, estäen siten alumiiniseoksen korroosiota. Esimerkiksi, meriympäristössä, aluksen metallirakenne on alttiina korroosiolle, ja alumiiniseoksesta valmistettu uhrausanodi voi tehokkaasti pidentää aluksen käyttöikää. Suuret merenrakennusrakenteet, kuten offshore-alustat ja merenalaiset putkistot, ovat merivedessä ja meriilmakehän ympäristöissä pitkään, ja alumiiniseoksesta valmistetut suoja-anodit voivat myös tarjota niille luotettavan katodisuojan.

(V) Sinkkifosfatointimenetelmä

Sinkkifosfatointi on menetelmä fosfatointikalvon muodostamiseksi alumiiniseosten pinnalle, joka voi parantaa alumiiniseosten korroosionkestävyyttä. Sinkin fosfatointiprosessi sisältää rasvanpoiston, ruosteen poisto, alkalinen etsaus, happoetsaus, fosfatointi, pesu ja kuivaus. Fosfatointiprosessin aikana, alumiiniseoksen pinta reagoi sinkkidivetyfosfaatin kanssa, nitraatti, fosforihappo ja muut fosfatointiliuoksen komponentit muodostamaan fosfatointikalvon. Tällä fosfatointikalvolla on hyvä korroosionkestävyys ja tarttuvuus, ja voi tehokkaasti estää alumiiniseoksen korroosiota. Esimerkiksi, alumiiniseosrungon pinnansuojauksessa, sinkkifosfatointia voidaan käyttää parantamaan rungon korroosionkestävyyttä ja käyttöikää.

Tee yhteenveto

Alumiiniseoksia käytetään laajasti nykyaikaisessa teollisuudessa, mutta korroosio-ongelmat vaikuttavat vakavasti niiden suorituskykyyn ja käyttöikään. Tämä artikkeli analysoi luonnollisia vihollisia, alumiiniseoskorroosion syyt ja suojausmenetelmät, jotka tarjoavat referenssin alumiiniseoskorroosio-ongelmien ratkaisemiseen. Parantaa materiaalin korroosionkestävyyttä, pintakäsittely, vesitiivis ja pölytiivis toimenpiteitä, katodisuojaus ja sinkkifosfatointimenetelmät voivat vähentää tehokkaasti alumiiniseoksen korroosiota ja pidentää sen käyttöikää.