3 τρόποι για να αποτρέψετε τη διάβρωση των μετάλλων

2024 Συγγραφέας: Robert Blare | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 07:35

Η διάβρωση είναι μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει σε όλα τα μέταλλα, αλλά μπορεί να επιβραδυνθεί πολύ με μερικές διαφορετικές επεξεργασίες

Προκαλείται από την παρουσία οξειδωτικών παραγόντων στο περιβάλλον, όπως το νερό ή ο αέρας. Μπορεί να είναι ένα τεράστιο πρόβλημα για όσους εμπλέκονται σε μεγάλης κλίμακας κατασκευαστικά έργα χρησιμοποιώντας μεταλλικά υλικά, τα οποία περιλαμβάνουν κτίρια, αυτοκίνητα, γέφυρες, αεροσκάφη και άλλα. Αλλά ακόμη και μικρά μεταλλικά προϊόντα θα διαβρωθούν και θα χάσουν τη δύναμη ή την ομορφιά τους. Ευτυχώς, μπορείτε να αποφύγετε τη διαδικασία αυτή τόσο γρήγορα όσο συνήθως με τα υλικά που βρίσκονται στο σπίτι ή με προηγμένες τεχνικές για ισχυρότερο αποτέλεσμα.

Βήματα

Μέθοδος 1 από 3: Κατανόηση των κοινών τύπων διάβρωσης μετάλλων

Επειδή χρησιμοποιούνται τόσοι πολλοί διαφορετικοί τύποι μετάλλων σήμερα, οι κατασκευαστές και οι κατασκευαστές πρέπει να προστατεύονται από πολλούς διαφορετικούς τύπους διάβρωσης. Κάθε μέταλλο έχει τις δικές του μοναδικές ηλεκτροχημικές ιδιότητες που καθορίζουν σε ποιους τύπους διάβρωσης (εάν υπάρχουν) το μέταλλο είναι ευάλωτο. Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει λεπτομερώς μια επιλογή από κοινά μέταλλα και τους τύπους διάβρωσης που μπορεί να υποστούν.

Κοινά μέταλλα και ιδιότητες διάβρωσής τους

Μέταλλο	Μεταλλική ευπάθεια διάβρωσης	Κοινές προληπτικές τεχνικές	Γαλβανική δραστηριότητα*
Ανοξείδωτο ατσάλι (παθητικό)	Ομοιόμορφη επίθεση, γαλβανική, σχισμή, σχισμή (όλα ειδικά σε αλμυρό νερό)	Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή στεγανωτικό	Χαμηλή (η αρχική διάβρωση σχηματίζει ανθεκτικό στρώμα οξειδίου)
Σίδερο	Ομοιόμορφη επίθεση, γαλβανική, σχισμή	Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή στεγανωτικό, γαλβανισμός, αντιδιαβρωτικά	Υψηλός
Ορείχαλκος	Ομοιόμορφη επίθεση, απολύμανση, άγχος	Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή στεγανωτικό (συνήθως λάδι ή λάκα), προσθήκη κασσίτερου, αλουμινίου ή αρσενικού στο κράμα	Μεσαίο
Αλουμίνιο	Γαλβανική, σχισμή, σχισμή	Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή στεγανωτικό, ανοδίωση, γαλβανισμός, καθοδική προστασία, ηλεκτρική μόνωση	Υψηλή (η αρχική διάβρωση σχηματίζει ανθεκτικό στρώμα οξειδίου)
Χαλκός	Γαλβανική, ακαθαρσία, αισθητική αμαύρωση	Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή στεγανωτικό, προσθήκη νικελίου στο κράμα (π.χ. για θαλασσινό νερό)	Χαμηλή (η αρχική διάβρωση σχηματίζει ανθεκτική πατίνα)

*Σημειώστε ότι η στήλη "Galvanic Activity" αναφέρεται στη σχετική χημική δραστηριότητα του μετάλλου, όπως περιγράφεται από πίνακες γαλβανικών σειρών από πηγές αναφοράς. Για τους σκοπούς αυτού του πίνακα, Όσο υψηλότερη είναι η γαλβανική δραστηριότητα του μετάλλου, τόσο πιο γρήγορα θα υποστεί γαλβανική διάβρωση όταν ενωθεί με ένα λιγότερο ενεργό μέταλλο.

Βήμα 1. Αποτρέψτε την ομοιόμορφη διάβρωση προσβολής προστατεύοντας τη μεταλλική επιφάνεια

Η ομοιόμορφη διάβρωση προσβολής (μερικές φορές συντομεύεται σε "ομοιόμορφη" διάβρωση) είναι ένας τύπος διάβρωσης που συμβαίνει, κατάλληλα, με ομοιόμορφο τρόπο πάνω σε μια εκτεθειμένη μεταλλική επιφάνεια. Σε αυτόν τον τύπο διάβρωσης, ολόκληρη η επιφάνεια του μετάλλου δέχεται επίθεση από διάβρωση και, συνεπώς, η διάβρωση προχωρά με ομοιόμορφο ρυθμό. Για παράδειγμα, εάν μια απροστάτευτη σιδερένια οροφή εκτίθεται τακτικά στη βροχή, ολόκληρη η επιφάνεια της οροφής θα έρθει σε επαφή με περίπου την ίδια ποσότητα νερού και έτσι θα διαβρωθεί με ομοιόμορφο ρυθμό. Ο ευκολότερος τρόπος προστασίας από την ομοιόμορφη διάβρωση προσβολής είναι συνήθως η τοποθέτηση ενός προστατευτικού φράγματος μεταξύ του μετάλλου και των διαβρωτικών παραγόντων. Αυτό μπορεί να είναι μια μεγάλη ποικιλία πραγμάτων - βαφή, σφραγιστικό λαδιού ή ηλεκτροχημικό διάλυμα όπως γαλβανισμένη επικάλυψη ψευδαργύρου.

Σε υπόγειες καταστάσεις ή καταδύσεις, η καθοδική προστασία είναι επίσης μια καλή επιλογή

Βήμα 2. Αποτρέψτε τη γαλβανική διάβρωση σταματώντας τη ροή ιόντων από το ένα μέταλλο στο άλλο

Μια σημαντική μορφή διάβρωσης που μπορεί να συμβεί ανεξάρτητα από τη φυσική αντοχή των μετάλλων είναι η γαλβανική διάβρωση. Η γαλβανική διάβρωση συμβαίνει όταν δύο μέταλλα με διαφορετικά δυναμικά ηλεκτροδίων έρχονται σε επαφή μεταξύ τους παρουσία ηλεκτρολύτη (όπως το αλμυρό νερό) που δημιουργεί μια ηλεκτρική αγώγιμη διαδρομή μεταξύ των δύο. Όταν συμβεί αυτό, τα ιόντα μετάλλου ρέουν από το πιο ενεργό μέταλλο στο λιγότερο δραστικό μέταλλο, προκαλώντας το πιο ενεργό μέταλλο να διαβρωθεί με επιταχυνόμενο ρυθμό και το λιγότερο ενεργό μέταλλο να διαβρωθεί με πιο αργό ρυθμό. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι η διάβρωση θα αναπτυχθεί στο πιο ενεργό μέταλλο στο σημείο επαφής μεταξύ των δύο μετάλλων.

• Οποιαδήποτε μέθοδος προστασίας που εμποδίζει τη ροή ιόντων μεταξύ των μετάλλων μπορεί δυνητικά να σταματήσει τη γαλβανική διάβρωση. Δίνοντας στα μέταλλα μια προστατευτική επίστρωση μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή ηλεκτρολυτών από το περιβάλλον να δημιουργήσουν μια ηλεκτρική αγώγιμη διαδρομή μεταξύ των δύο μετάλλων, ενώ οι διαδικασίες ηλεκτροχημικής προστασίας όπως ο γαλβανισμός και η ανοδίωση λειτουργούν επίσης καλά. Είναι επίσης δυνατό να αποτραπεί η γαλβανική διάβρωση με ηλεκτρική μόνωση των περιοχών των μετάλλων που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους.
• Επιπλέον, η χρήση καθοδικής προστασίας ή θυσιαζόμενης ανόδου μπορεί να προστατεύσει σημαντικά μέταλλα από τη γαλβανική διάβρωση. Δείτε παρακάτω για περισσότερες πληροφορίες.

Βήμα 3. Αποφύγετε τη διάβρωση με διάβρωση προστατεύοντας την μεταλλική επιφάνεια, αποφεύγοντας τις πηγές περιβαλλοντικών χλωριδίων και αποφεύγοντας σχισμές και γρατζουνιές

Η εκσκαφή είναι μια μορφή διάβρωσης που λαμβάνει χώρα σε μικροσκοπική κλίμακα αλλά μπορεί να έχει συνέπειες μεγάλης κλίμακας. Η διάτρηση προκαλεί μεγάλη ανησυχία για τα μέταλλα που αντέχουν στη διάβρωση από ένα λεπτό στρώμα παθητικών ενώσεων στην επιφάνειά τους, καθώς αυτή η μορφή διάβρωσης μπορεί να οδηγήσει σε δομικές βλάβες σε καταστάσεις όπου το προστατευτικό στρώμα κανονικά θα τα απέτρεπε. Το τρύπημα συμβαίνει όταν ένα μικρό μέρος του μετάλλου χάνει το προστατευτικό παθητικό του στρώμα. Όταν συμβεί αυτό, συμβαίνει γαλβανική διάβρωση σε μικροσκοπική κλίμακα, οδηγώντας στο σχηματισμό μιας μικροσκοπικής οπής στο μέταλλο. Μέσα σε αυτήν την τρύπα, το τοπικό περιβάλλον γίνεται ιδιαίτερα όξινο, γεγονός που επιταχύνει τη διαδικασία. Συνήθως αποτρέπεται η διάτρηση με εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης στην μεταλλική επιφάνεια και/ή με χρήση καθοδικής προστασίας.

Η έκθεση σε περιβάλλον με υψηλή περιεκτικότητα σε χλωρίδια (όπως, για παράδειγμα, το αλμυρό νερό) είναι γνωστό ότι επιταχύνει τη διαδικασία εκκένωσης

Βήμα 4. Αποτρέψτε τη διάβρωση των ρωγμών ελαχιστοποιώντας τους στενούς χώρους στο σχεδιασμό του αντικειμένου

Η διάβρωση των ρωγμών εμφανίζεται σε χώρους ενός μεταλλικού αντικειμένου όπου η πρόσβαση στο περιβάλλον υγρό (αέρας ή υγρό) είναι κακή - για παράδειγμα, κάτω από βίδες, κάτω από ροδέλες, κάτω από μάντρες ή μεταξύ των αρθρώσεων ενός μεντεσέ. Η διάβρωση των ρωγμών εμφανίζεται όταν το κενό κοντά σε μια μεταλλική επιφάνεια είναι αρκετά μεγάλο για να επιτρέψει την είσοδο του υγρού αλλά αρκετά στενό ώστε το ρευστό να δυσκολεύεται να φύγει και να μείνει στάσιμο. Το τοπικό περιβάλλον σε αυτούς τους μικρούς χώρους γίνεται διαβρωτικό και το μέταλλο αρχίζει να διαβρώνεται σε μια διαδικασία παρόμοια με τη διάβρωση. Η πρόληψη της διάβρωσης των ρωγμών είναι γενικά θέμα σχεδιασμού. Ελαχιστοποιώντας την εμφάνιση σφιχτών κενών στην κατασκευή ενός μεταλλικού αντικειμένου μέσω του κλεισίματος αυτών των κενών ή επιτρέποντας την κυκλοφορία, είναι δυνατόν να ελαχιστοποιηθεί η διάβρωση των ρωγμών.

Η διάβρωση των σχισμών είναι ιδιαίτερα ανησυχητική όταν πρόκειται για μέταλλα όπως το αλουμίνιο που έχουν προστατευτικό, παθητικό εξωτερικό στρώμα, καθώς ο μηχανισμός διάβρωσης των ρωγμών μπορεί να συμβάλει στη διάσπαση αυτού του στρώματος

Βήμα 5. Αποτρέψτε τις ρωγμές διάβρωσης λόγω τάσης χρησιμοποιώντας μόνο ασφαλή φορτία και/ή ανόπτηση

Η ρωγμή διάβρωσης λόγω τάσης (SCC) είναι μια σπάνια μορφή δομικής βλάβης που σχετίζεται με τη διάβρωση και προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία στους μηχανικούς που είναι επιφορτισμένοι με κτιριακές κατασκευές που προορίζονται να υποστηρίξουν σημαντικά φορτία. Σε περίπτωση SCC, ένα φέρον μέταλλο σχηματίζει ρωγμές και θραύσεις κάτω από το καθορισμένο όριο φορτίου - σε σοβαρές περιπτώσεις, σε κλάσμα του ορίου. Παρουσία διαβρωτικών ιόντων, μικροσκοπικές, μικροσκοπικές ρωγμές στο μέταλλο που προκαλούνται από εφελκυστική τάση από μεγάλο φορτίο διαδίδονται καθώς τα διαβρωτικά ιόντα φτάνουν στην κορυφή της ρωγμής. Αυτό προκαλεί σταδιακή ανάπτυξη της ρωγμής και ενδεχομένως πρόκληση ενδεχόμενης δομικής βλάβης. Το SCC είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο επειδή μπορεί να εμφανιστεί ακόμη και παρουσία ουσιών που είναι φυσικά πολύ ήπια διαβρωτικές για το μέταλλο. Αυτό σημαίνει ότι η επικίνδυνη διάβρωση συμβαίνει ενώ η υπόλοιπη μεταλλική επιφάνεια φαίνεται επιφανειακά ανεπηρέαστη.

• Η πρόληψη του SCC είναι εν μέρει θέμα σχεδιασμού. Για παράδειγμα, επιλέγοντας ένα υλικό που είναι ανθεκτικό σε SCC στο περιβάλλον στο οποίο θα λειτουργήσει το μέταλλο και διασφαλίζοντας ότι το μεταλλικό υλικό είναι σωστά δοκιμασμένο σε καταπόνηση μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη του SCC. Επιπλέον, η διαδικασία ανόπτησης ενός μετάλλου μπορεί να εξαλείψει τις υπολειπόμενες καταπονήσεις από την κατασκευή του.
• Το SCC είναι γνωστό ότι επιδεινώνεται από τις υψηλές θερμοκρασίες και την παρουσία υγρού που περιέχει διαλυμένα χλωρίδια.

Μέθοδος 2 από 3: Πρόληψη της διάβρωσης με οικιακές λύσεις

Βήμα 1. Βάψτε τη μεταλλική επιφάνεια

Perhapsσως η πιο κοινή, προσιτή μέθοδος προστασίας του μετάλλου από τη διάβρωση είναι απλώς η κάλυψή του με ένα στρώμα χρώματος. Η διαδικασία της διάβρωσης περιλαμβάνει υγρασία και έναν οξειδωτικό παράγοντα που αλληλεπιδρά με την επιφάνεια του μετάλλου. Έτσι, όταν το μέταλλο είναι επικαλυμμένο με προστατευτικό φράγμα χρώματος, ούτε υγρασία ούτε οξειδωτικοί παράγοντες μπορούν να έρθουν σε επαφή με το ίδιο το μέταλλο και δεν εμφανίζεται διάβρωση.

• Ωστόσο, το ίδιο το χρώμα είναι ευάλωτο σε υποβάθμιση. Εφαρμόστε ξανά το χρώμα όποτε σπάσει, φθαρεί ή καταστραφεί. Εάν το χρώμα υποβαθμιστεί στο σημείο που το υποκείμενο μέταλλο εκτίθεται, φροντίστε να ελέγξετε για διάβρωση ή ζημιά στο εκτεθειμένο μέταλλο.

• Υπάρχει μια ποικιλία μεθόδων για την εφαρμογή χρώματος σε μεταλλικές επιφάνειες. Οι μεταλλουργοί συχνά χρησιμοποιούν πολλές από αυτές τις μεθόδους σε συνδυασμό για να διασφαλίσουν ότι ολόκληρο το μεταλλικό αντικείμενο λαμβάνει μια σχολαστική επίστρωση. Παρακάτω είναι ένα δείγμα μεθόδων με σχόλια για τις χρήσεις τους:

  • Βούρτσα-χρησιμοποιείται για δυσπρόσιτους χώρους.
  • Roller - χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων περιοχών. Φθηνό και βολικό.
  • Σπρέι αέρα - χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων περιοχών. Γρηγορότερα αλλά λιγότερο αποδοτικά από τους κυλίνδρους (η σπατάλη χρώματος είναι μεγάλη).
  • Σπρέι χωρίς αέρα/Ηλεκτροστατικός ψεκασμός χωρίς αέρα - χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων περιοχών. Γρήγορο και επιτρέπει μεταβλητά επίπεδα παχιάς/λεπτής συνοχής. Λιγότερο σπάταλο από το συνηθισμένο σπρέι αέρα. Ο εξοπλισμός είναι ακριβός.

Βήμα 2. Χρησιμοποιήστε θαλάσσιο χρώμα για μέταλλο που εκτίθεται σε νερό

Τα μεταλλικά αντικείμενα που έρχονται τακτικά (ή συνεχώς) σε επαφή με το νερό, όπως τα σκάφη, απαιτούν ειδικά χρώματα για προστασία από την αυξημένη πιθανότητα διάβρωσης. Σε αυτές τις καταστάσεις, η «κανονική» διάβρωση με τη μορφή σκουριάς δεν είναι το μόνο πρόβλημα (αν και είναι σημαντικό), καθώς η θαλάσσια ζωή (άμμο, κλπ.) Που μπορεί να αναπτυχθεί σε μη προστατευμένο μέταλλο μπορεί να γίνει μια πρόσθετη πηγή φθοράς. και διάβρωση. Για να προστατέψετε μεταλλικά αντικείμενα όπως βάρκες και ούτω καθεξής, φροντίστε να χρησιμοποιήσετε θαλάσσιο εποξικό χρώμα υψηλής ποιότητας. Αυτοί οι τύποι χρωμάτων όχι μόνο προστατεύουν το υποκείμενο μέταλλο από την υγρασία, αλλά επίσης αποθαρρύνουν την ανάπτυξη της θαλάσσιας ζωής στην επιφάνειά του.

Βήμα 3. Εφαρμόστε προστατευτικά λιπαντικά σε κινούμενα μεταλλικά μέρη

Για επίπεδες, στατικές μεταλλικές επιφάνειες, το χρώμα κάνει εξαιρετική δουλειά για να κρατήσει μακριά την υγρασία και να αποτρέψει τη διάβρωση χωρίς να επηρεάσει τη χρησιμότητα του μετάλλου. Ωστόσο, το χρώμα συνήθως δεν είναι κατάλληλο για μετακίνηση μεταλλικών μερών. Για παράδειγμα, αν βάψετε πάνω από ένα μεντεσέ πόρτας, όταν στεγνώσει το χρώμα, θα κρατήσει τον μεντεσέ στη θέση του, εμποδίζοντας την κίνησή του. Εάν ανοίξετε με δύναμη την πόρτα, το χρώμα θα σπάσει, αφήνοντας τρύπες για να φτάσει η υγρασία στο μέταλλο. Μια καλύτερη επιλογή για μεταλλικά μέρη όπως μεντεσέδες, αρμούς, έδρανα και ούτω καθεξής είναι ένα κατάλληλο λιπαντικό αδιάλυτο στο νερό. Μια λεπτομερής επίστρωση αυτού του τύπου λιπαντικού θα απωθήσει φυσικά την υγρασία ενώ ταυτόχρονα θα εξασφαλίσει την ομαλή, εύκολη κίνηση του μεταλλικού σας μέρους.

Επειδή τα λιπαντικά δεν στεγνώνουν στη θέση τους, όπως τα χρώματα, υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου και απαιτούν περιστασιακή επαναχρησιμοποίηση. Εφαρμόστε ξανά λιπαντικά σε μεταλλικά μέρη περιοδικά για να διασφαλίσετε ότι παραμένουν αποτελεσματικά ως προστατευτικά στεγανωτικά

Βήμα 4. Καθαρίστε καλά τις μεταλλικές επιφάνειες πριν βάψετε ή λιπάνετε

Είτε χρησιμοποιείτε κανονική βαφή, θαλάσσιο χρώμα ή προστατευτικό λιπαντικό/στεγανωτικό, θα πρέπει να διασφαλίσετε ότι το μέταλλο σας είναι καθαρό και στεγνό πριν ξεκινήσετε τη διαδικασία εφαρμογής. Φροντίστε να διασφαλίσετε ότι το μέταλλο είναι εντελώς απαλλαγμένο από βρωμιά, λίπη, υπολείμματα υπολειμμάτων συγκόλλησης ή υπάρχουσα διάβρωση, καθώς αυτά τα πράγματα μπορούν να υπονομεύσουν τις προσπάθειές σας συμβάλλοντας στη μελλοντική διάβρωση.

• Η βρωμιά, η βρωμιά και άλλα συντρίμμια παρεμποδίζουν τη βαφή και τα λιπαντικά κρατώντας το χρώμα ή το λιπαντικό να μην κολλήσει απευθείας στην επιφάνεια του μετάλλου. Για παράδειγμα, αν βάψετε ένα φύλλο χάλυβα με μερικά αδέσποτα μεταλλικά ροκανίδια πάνω του, το χρώμα θα τοποθετηθεί στα ρινίσματα, αφήνοντας κενά κενά στο υποκείμενο μέταλλο. Εάν και όταν πέσουν τα ροκανίδια, το εκτεθειμένο σημείο θα είναι ευάλωτο στη διάβρωση.
• Εάν βάφετε ή λιπαίνετε μια μεταλλική επιφάνεια με κάποια υπάρχουσα διάβρωση, ο στόχος σας πρέπει να είναι να κάνετε την επιφάνεια όσο το δυνατόν πιο λεία και κανονική για να εξασφαλίσετε την καλύτερη δυνατή προσκόλληση του στεγανωτικού στο μέταλλο. Χρησιμοποιήστε ένα συρμάτινο πινέλο, γυαλόχαρτο ή/και χημικά καθαριστικά σκουριάς για να αφαιρέσετε όσο το δυνατόν πιο χαλαρή διάβρωση.

Βήμα 5. Κρατήστε τα μη προστατευμένα μεταλλικά προϊόντα μακριά από την υγρασία

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, οι περισσότερες μορφές διάβρωσης επιδεινώνονται από την υγρασία. Εάν δεν μπορείτε να καταφέρετε να δώσετε στο μέταλλο σας μια προστατευτική επίστρωση χρώματος ή στεγανωτικού, θα πρέπει να φροντίσετε να βεβαιωθείτε ότι δεν εκτίθεται σε υγρασία. Η προσπάθεια να διατηρηθούν στεγνά τα μη προστατευμένα μεταλλικά εργαλεία μπορεί να βελτιώσει τη χρησιμότητά τους και να παρατείνει την αποτελεσματική διάρκεια ζωής τους. Εάν τα μεταλλικά σας αντικείμενα εκτίθενται σε νερό ή υγρασία, φροντίστε να τα καθαρίσετε και να τα στεγνώσετε αμέσως μετά τη χρήση για να αποφύγετε την έναρξη της διάβρωσης.

Εκτός από την προσοχή στην έκθεση στην υγρασία κατά τη χρήση, φροντίστε να αποθηκεύετε τα μεταλλικά αντικείμενα σε εσωτερικό χώρο σε καθαρό, στεγνό μέρος. Για μεγάλα αντικείμενα που δεν χωράνε σε ένα ντουλάπι ή μια ντουλάπα, καλύψτε το αντικείμενο με ένα μουσαμά ή ένα πανί. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της υγρασίας από τον αέρα και αποτρέπει τη συσσώρευση σκόνης στην επιφάνεια

Βήμα 6. Διατηρήστε τις μεταλλικές επιφάνειες όσο το δυνατόν πιο καθαρές

Μετά από κάθε χρήση ενός μεταλλικού αντικειμένου, είτε το μέταλλο είναι βαμμένο είτε όχι, φροντίστε να καθαρίσετε τις λειτουργικές επιφάνειές του, αφαιρώντας κάθε βρωμιά, βρωμιά ή σκόνη. Οι συσσωρεύσεις βρωμιάς και συντριμμιών στην επιφάνεια του μετάλλου μπορούν να συμβάλουν στη φθορά και το αυτί του μετάλλου ή/και την προστατευτική του επίστρωση, οδηγώντας σε διάβρωση με την πάροδο του χρόνου.

Μέθοδος 3 από 3: Πρόληψη της διάβρωσης με προηγμένα ηλεκτροχημικά διαλύματα

Βήμα 1. Χρησιμοποιήστε μια διαδικασία γαλβανισμού

Το γαλβανισμένο μέταλλο είναι μέταλλο που έχει επικαλυφθεί με ένα λεπτό στρώμα ψευδαργύρου για να το προστατεύσει από τη διάβρωση. Ο ψευδάργυρος είναι πιο χημικά ενεργός από το υποκείμενο μέταλλο, έτσι οξειδώνεται όταν εκτίθεται στον αέρα. Μόλις οξειδωθεί το στρώμα ψευδαργύρου, σχηματίζει μια προστατευτική επίστρωση, αποτρέποντας την περαιτέρω διάβρωση του μετάλλου από κάτω. Ο πιο συνηθισμένος τύπος γαλβανισμού σήμερα είναι μια διαδικασία που ονομάζεται γαλβανισμός εν θερμώ, κατά την οποία μεταλλικά μέρη (συνήθως χάλυβας) βυθίζονται σε ένα δοχείο με καυτό, λιωμένο ψευδάργυρο για να αποκτήσουν μια ομοιόμορφη επικάλυψη.

• Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει το χειρισμό βιομηχανικών χημικών ουσιών, μερικές από τις οποίες είναι επικίνδυνες σε θερμοκρασία δωματίου, σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και επομένως δεν πρέπει να επιχειρηθεί από κανέναν άλλο εκτός από εκπαιδευμένους επαγγελματίες. Παρακάτω είναι τα βασικά βήματα της διαδικασίας γαλβανισμού εν θερμώ για χάλυβα:

  • Ο χάλυβας καθαρίζεται με ένα καυστικό διάλυμα για να αφαιρέσει τη βρωμιά, το λίπος, το χρώμα κ.λπ., και στη συνέχεια ξεπλένεται καλά.
  • Ο χάλυβας παστρώνεται σε οξύ για να αφαιρεθεί η κλίμακα του μύλου και στη συνέχεια ξεπλένεται.
  • Ένα υλικό που ονομάζεται ροή εφαρμόζεται στο χάλυβα και αφήνεται να στεγνώσει. Αυτό βοηθά την τελική επίστρωση ψευδαργύρου να κολλήσει στο χάλυβα.
  • Ο χάλυβας βυθίζεται σε κάδο λιωμένου ψευδαργύρου και αφήνεται να θερμανθεί στη θερμοκρασία του ψευδαργύρου.
  • Ο χάλυβας ψύχεται σε "δεξαμενή σβέσης" που περιέχει νερό.

Βήμα 2. Χρησιμοποιήστε μια θυσιαζόμενη άνοδο

Ένας τρόπος για να προστατέψετε ένα μεταλλικό αντικείμενο από τη διάβρωση είναι να συνδέσετε ηλεκτρικά ένα μικρό, αντιδραστικό κομμάτι μετάλλου που ονομάζεται θυσιαστική άνοδος σε αυτό. Λόγω της ηλεκτροχημικής σχέσης μεταξύ του μεγαλύτερου μεταλλικού αντικειμένου και του μικρού αντιδραστικού αντικειμένου (εξηγείται σύντομα παρακάτω), μόνο το μικρό, αντιδραστικό κομμάτι μετάλλου θα υποστεί διάβρωση, αφήνοντας το μεγάλο, σημαντικό μεταλλικό αντικείμενο άθικτο. Όταν η θυσιαζόμενη άνοδος διαβρωθεί εντελώς, πρέπει να αντικατασταθεί διαφορετικά το μεγαλύτερο μεταλλικό αντικείμενο θα αρχίσει να διαβρώνεται. Αυτή η μέθοδος προστασίας από τη διάβρωση χρησιμοποιείται συχνά για θαμμένες κατασκευές, όπως υπόγειες δεξαμενές αποθήκευσης ή αντικείμενα που βρίσκονται σε συνεχή επαφή με νερό, όπως βάρκες.

• Οι θυσιαστικές άνοδοι κατασκευάζονται από διάφορους τύπους αντιδραστικών μετάλλων. Ο ψευδάργυρος, το αλουμίνιο και το μαγνήσιο είναι τρία από τα πιο κοινά μέταλλα που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. Λόγω των χημικών ιδιοτήτων αυτών των υλικών, ο ψευδάργυρος και το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται συχνά για μεταλλικά αντικείμενα στο αλμυρό νερό, ενώ το μαγνήσιο είναι πιο κατάλληλο για γλυκού νερού.
• Ο λόγος που λειτουργεί μια θυσιαστική άνοδος έχει να κάνει με τη χημεία της ίδιας της διαδικασίας διάβρωσης. Όταν ένα μεταλλικό αντικείμενο διαβρώνεται, φυσιολογικά σχηματίζονται περιοχές που μοιάζουν χημικά με τις άνοδος και τις καθόδους σε ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο. Τα ηλεκτρόνια ρέουν από τα περισσότερα τμήματα ανόδου της μεταλλικής επιφάνειας στους περιβάλλοντες ηλεκτρολύτες. Δεδομένου ότι οι θυσιαζόμενες άνοδοι είναι πολύ αντιδραστικές σε σύγκριση με το μέταλλο του προστατευόμενου αντικειμένου, το ίδιο το αντικείμενο γίνεται πολύ καθικό σε σύγκριση και, ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια ρέουν έξω από την θυσιαζόμενη άνοδο, προκαλώντας τη διάβρωση αλλά εξοικονομώντας το υπόλοιπο μέταλλο.

Βήμα 3. Χρησιμοποιήστε εντυπωσιακό ρεύμα

Επειδή η χημική διαδικασία πίσω από τη διάβρωση μετάλλων περιλαμβάνει ηλεκτρικό ρεύμα με τη μορφή ηλεκτρονίων που ρέουν από το μέταλλο, είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε μια εξωτερική πηγή ηλεκτρικού ρεύματος για να υπερνικήσετε το διαβρωτικό ρεύμα και να αποτρέψετε τη διάβρωση. Ουσιαστικά, αυτή η διαδικασία (που ονομάζεται αποτυπωμένο ρεύμα) προσδίδει ένα συνεχές αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο στο μέταλλο που προστατεύεται. Αυτό το φορτίο υπερνικά το ρεύμα προκαλώντας ηλεκτρόνια να ρέουν από το μέταλλο, σταματώντας τη διάβρωση. Αυτός ο τύπος προστασίας χρησιμοποιείται συχνά για θαμμένες μεταλλικές κατασκευές όπως δεξαμενές αποθήκευσης και αγωγούς.

• Σημειώστε ότι ο τύπος του ρεύματος που χρησιμοποιείται για συστήματα προστασίας υπό πίεση είναι συνήθως συνεχές ρεύμα (DC).
• Συνήθως, το αποτυπωμένο ρεύμα που αποτρέπει τη διάβρωση δημιουργείται με το θάψιμο δύο μεταλλικών ανόδων στο έδαφος κοντά στο μεταλλικό αντικείμενο που πρέπει να προστατευθεί. Το ρεύμα αποστέλλεται μέσω ενός μονωμένου σύρματος στις άνοδος, το οποίο στη συνέχεια ρέει μέσω του εδάφους και στο μεταλλικό αντικείμενο. Το ρεύμα περνά μέσα από το μεταλλικό αντικείμενο και επιστρέφει στην πηγή του ρεύματος (γεννήτρια, ανορθωτής κ.λπ.) μέσω ενός μονωμένου σύρματος.

Βήμα 4. Χρησιμοποιήστε ανοδίωση

Η ανοδίωση είναι ένας ειδικός τύπος προστατευτικής επίστρωσης επιφάνειας που χρησιμοποιείται για την προστασία του μετάλλου από τη διάβρωση και επίσης για την εφαρμογή για την εφαρμογή καλουπιών και ούτω καθεξής. Αν έχετε δει ποτέ ένα μεταλλικό καραμπίνερ σε έντονο χρώμα, έχετε δει μια βαμμένη ανοδιωμένη μεταλλική επιφάνεια. Αντί για τη φυσική εφαρμογή μιας προστατευτικής επικάλυψης, όπως με τη βαφή, η ανοδίωση χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα για να δώσει στο μέταλλο μια προστατευτική επίστρωση που αποτρέπει σχεδόν όλες τις μορφές διάβρωσης.

• Η χημική διαδικασία πίσω από την ανοδίωση περιλαμβάνει το γεγονός ότι πολλά μέταλλα, όπως το αλουμίνιο, σχηματίζουν φυσικά χημικά προϊόντα που ονομάζονται οξείδια όταν έρχονται σε επαφή με το οξυγόνο στον αέρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το μέταλλο να έχει κανονικά ένα λεπτό εξωτερικό στρώμα οξειδίου το οποίο προστατεύει (σε διαφορετικό βαθμό, ανάλογα με το μέταλλο) από περαιτέρω διάβρωση. Το ηλεκτρικό ρεύμα που χρησιμοποιείται στη διαδικασία ανοδίωσης δημιουργεί ουσιαστικά μια πολύ παχύτερη συσσώρευση αυτού του οξειδίου στην επιφάνεια του μετάλλου από ό, τι θα συνέβαινε συνήθως, παρέχοντας μεγάλη προστασία από τη διάβρωση.

• Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ανοδίωσης μετάλλων. Παρακάτω είναι τα βασικά βήματα μιας διαδικασίας ανοδίωσης. Ανατρέξτε στην ενότητα Πώς να ανοδιώσετε το αλουμίνιο για περισσότερες πληροφορίες.

  • Το αλουμίνιο καθαρίζεται και λιπαίνεται.
  • Οι ακαθαρσίες της επιφάνειας του αλουμινίου απομακρύνονται με διάλυμα απομάκρυνσης.
  • Το αλουμίνιο κατεβαίνει σε όξινο λουτρό σε σταθερό ρεύμα και θερμοκρασία (για παράδειγμα, 12 αμπέρ/τετραγωνικό πόδια και 70-72 βαθμούς F (21-22 βαθμούς C).
  • Το αλουμίνιο αφαιρείται και ξεπλένεται.
  • Το αλουμίνιο βυθίζεται προαιρετικά σε βαφή στους 100-140 βαθμούς F (38-60 βαθμούς C).
  • Το αλουμίνιο σφραγίζεται τοποθετώντας το σε βραστό νερό για 20-30 λεπτά.

Βήμα 5. Χρησιμοποιήστε ένα μέταλλο που παρουσιάζει παθητικότητα

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, ορισμένα μέταλλα σχηματίζουν φυσικά μια επικάλυψη προστατευτικού οξειδίου κατά την έκθεση στον αέρα. Ορισμένα μέταλλα σχηματίζουν αυτήν την επικάλυψη οξειδίου τόσο αποτελεσματικά που τελικά γίνονται σχετικά χημικά ανενεργά. Λέμε ότι αυτά τα μέταλλα είναι παθητικά σε σχέση με τη διαδικασία παθητικοποίησης με την οποία γίνονται λιγότερο αντιδραστικά. Ανάλογα με την επιθυμητή χρήση του, ένα παθητικό μεταλλικό αντικείμενο μπορεί να μην χρειάζεται απαραίτητα κάποια πρόσθετη προστασία για να είναι ανθεκτικό στη διάβρωση.

• Ένα πολύ γνωστό παράδειγμα μετάλλου που παρουσιάζει παθητικότητα είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα κράμα συνηθισμένου χάλυβα και χρωμίου που είναι αποτελεσματικά ανθεκτικό στη διάβρωση στις περισσότερες συνθήκες χωρίς να απαιτείται καμία άλλη προστασία. Για τις περισσότερες καθημερινές χρήσεις, η διάβρωση δεν αφορά συνήθως τον ανοξείδωτο χάλυβα.

  Ωστόσο, πρέπει να αναφερθεί ότι σε ορισμένες συνθήκες, ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι 100% ανθεκτικός στη διάβρωση - κυρίως στο αλμυρό νερό. Ομοίως, πολλά παθητικά μέταλλα γίνονται μη παθητικά υπό ορισμένες ακραίες συνθήκες και επομένως μπορεί να μην είναι κατάλληλα για όλες τις χρήσεις