Как происходит коррозия алюминия

Содержание
  1. Ржавеет ли алюминий: свойства материала, причины коррозии и способы защиты
  2. Свойства
  3. Как алюминий защищен от коррозии?
  4. Причины появления коррозии
  5. Что такое электрохимическая коррозия и может ли она быть на листе алюминия?
  6. Какие факторы могут замедлить процесс?
  7. При каких условиях начинается разрушение алюминия на воздухе
  8. Как вода воздействует на описываемый металл?
  9. Опасна ли для алюминия серная кислота?
  10. Стойкость алюминия в азотной кислоте
  11. Какие вещества не оказывают воздействия на алюминий?
  12. Будет ли происходить коррозия металла при контакте со щелочью?
  13. Коррозия алюминия
  14. Виды коррозии алюминия
  15. Общая коррозия (сплошная)
  16. Контактная коррозия
  17. Щелевая коррозия
  18. Нитевидная коррозия
  19. Коррозия под напряжением
  20. Межкристаллическая коррозия
  21. Подповерхностная коррозия
  22. Особенности влияния среды на состояние алюминия
  23. Воздух
  24. Почва
  25. Щелочь
  26. Методы защиты материалов от коррозии

Ржавеет ли алюминий: свойства материала, причины коррозии и способы защиты

Алюминий является материалом, который люди часто используют в промышленности и для собственных нужд. Подобный металл отличается гибкостью, а также устойчивостью к внешним воздействиям. Он не токсичен и безопасен для здоровья человека. Серебряный цвет позволяет применять металл для различных целей. Это промышленность и бытовая сфера.

При работе в промышленности люди часто задаются вопросом, ржавеет ли алюминий. Всем известно, что если на листе появляется повреждение, то может развиться коррозия. Следует узнать, почему алюминий ржавеет иначе, чем другие сплавы. Необходимо выяснить причины, по которым он подвергается коррозии. Обо всем этом и не только — читайте в нашей сегодняшней статье.

Свойства

Вам будет интересно: Кругом полымя! Значения слова не знаю, но чувствую — припекает

Давайте изучим характеристики алюминия. Описываемый металл плавится при температуре 659 градусов Цельсия. Плотность вещества составляет 2,69*103 кг/см3. Алюминий относят в группу активных металлов. Устойчивость к коррозионным процессам зависит от ряда факторов:

  • Чистота сплава. Для производства различного оборудования берут металл, отличающейся своей чистотой. В нем не должно быть различных примесей. Широко распространен алюминий марки АИ1, а также АВ2.
  • Среда, в которой находится алюминий.
  • Какая концентрация примесей в окружающей алюминий среде.
  • Температура.
  • Большое влияние оказывает рН среды. Нужно знать, что оксид алюминия может образовываться, когда рН находится в интервале между 3 и 9. В той среде, где на поверхности листа алюминия сразу же появляется оксидная пленка, коррозионные процессы развиваться не будут.

    Как алюминий защищен от коррозии?

    Вам будет интересно: Что такое «патриции»? Исторические сведения

    Сплавы других металлов подвержены появлению ржавчины. Она проявляется достаточно быстро. Если создать для алюминия определенные условия, то он не будет разрушаться долгие годы. Для защиты алюминия от коррозии на нем образуется специальная пленка. Она ложится тонким слоем, который составляет от 5 до 10 миллиметров. Состоит подобное покрытие из оксида алюминия.

    Пленка является прочной и дает металлу дополнительную защиту от внешних негативных воздействий. Благодаря такому слою воздух и влага не попадают в структуру материала. Если целостность оксидного покрытия нарушается, то начинается процесс коррозии алюминия. Металл теряет свои свойства.

    Вам будет интересно: Альтернативность — это наличие выбора возможностей

    Причины появления коррозии

    Когда встает вопрос о том, ржавеет ли алюминий, необходимо задуматься о причинах, приводящих к коррозии. Различные внешние факторы могут ускорять этот процесс. Причины появления ржавчины на алюминии могут быть следующими:

  • Взаимодействие с какой-либо кислотой или щелочью.
  • Механическое давление. Например, трение или сильный удар, после чего появляется царапина на верхнем слое металла.
  • Существуют промышленные районы. В них продукты распада топлива влияют на оксидную пленку и разрушают ее. Металл начинает портиться. Аналогичная ситуация происходит в мегаполисах, где продукты распада топлива будут взаимодействовать с серой, а также с оксидами углерода. Подобный процесс разрушает пленку на алюминии. После такого рода внешнего воздействия алюминий подвергается коррозии.
  • Следует помнить, что хлор, фтор, а также бром и натрий могут растворить защитный слой металла.
  • Если на металл попадают строительные смеси, то он начинает быстро портиться. В данном случае на алюминий неблагоприятно воздействует цемент.
  • Ржавеет ли алюминий от воды? Если она попадает на лист, то металл может быть подвержен коррозионным процессам. Важно при этом уточнить, какая жидкость оказывает воздействие. Многие используют специальный сплав, который не подвержен коррозии от воды. Его называют дюралюминием. Уникальный сплав используют вместе с медью, а также с марганцем.
    Читайте также:  Взаимодействие соляной кислоты с гидроксидом алюминия уравнение реакции

    Что такое электрохимическая коррозия и может ли она быть на листе алюминия?

    Чаще всего появление электрохимической коррозии провоцируют гальванические пары. Повреждение появляется в месте соединения двух разных сплавов. В таком случае ржавчина будет явно бросаться в глаза. Важным моментом является то, что портится только один металл, а второй является источником запуска коррозионного процесса. Чтобы не бояться электрохимической коррозии, нужно использовать магниевый сплав. Специалисты из-за электрохимической ржавчины не рекомендуют использовать обычное железо при контакте с кузовом из алюминия.

    Какие факторы могут замедлить процесс?

    Существует ряд факторов, которые замедляют процессы коррозии алюминия, а некоторые из них останавливают подобное явление. Выделяют следующие:

  • Чтобы свойства алюминия, препятствующие коррозии, сохранялись, необходимо поддерживать кислотно-щелочной баланс. Диапазон должен составлять от шести до восьми единиц.
  • Считается, что чистый металл, без примесей, лучше противостоит агрессивной среде. Учеными были проведены эксперименты. По результатам можно сказать, сплавы чистого алюминия (90%) подвержены коррозии больше, чем сплав, содержащий 99% этого вещества. У первого варианта коррозия наступает в 80 раз быстрее, чем у второго сплава.
  • Чтобы в агрессивной среде металл дольше не терял свои свойства, его обрабатывают специальной краской. Можно использовать полимерный состав. После обработки появляется дополнительный защитный слой.
  • Если добавить в сплав при производстве 3% марганца, то появится возможность избежать коррозии алюминия.

    При каких условиях начинается разрушение алюминия на воздухе

    Некоторые интересуются, ржавеет ли алюминий на воздухе. Если будет разрушена оксидная пленка на верхнем слое металла, то может начаться процесс коррозии. В результате может проявиться ржавчина. Рост пленки, как правило, замедляется на свежем воздухе. Следует помнить, что оксид алюминия отличается хорошей сцепкой с поверхностью металла.

    Если лист хранится на складе, то пленка будет от 0,01 до 0,02 мкм. Если металл соприкасается с сухим кислородом, то толщина оксидной пленки на поверхности будет от 0,02 до 0,04 мкм. Если алюминий подвергают термической обработке, то толщина пленки изменяется. Она будет равна 0,1 мкм.

    Считается, что алюминий обладает достаточной стойкостью, чтобы использовать его на свежем воздухе. Например, его применяют в сельской местности, а также в удаленных промышленных зонах.

    Как вода воздействует на описываемый металл?

    Коррозия алюминия в воде может наступить от повреждения верхнего слоя и защитной пленки. Высокая температура жидкости способствует скорейшему разрушению металла. Если алюминий поместить в пресную воду, то коррозионные процессы практически не будут наблюдаться. Если повысить температуру воды, то изменений можно не заметить. Когда жидкость нагревается до температуры 80 градусов и выше, то металл начинает портиться.

    Скорость коррозии алюминия увеличивается, если в воду попадает щелочь. Описываемый металл обладает повышенной чувствительностью к соли. Именно поэтому морская вода для него губительна. Чтобы использовать этот металл в морской воде, необходимо в жидкость добавлять магний или кремний. Если использовать лист алюминия, в составе которого есть медь, то коррозия сплава будет протекать гораздо быстрее, чем у чистого вещества.

    Опасна ли для алюминия серная кислота?

    Люди интересуются, ржавеет ли алюминий в серной кислоте. Подобная кислота является потенциально опасной для сплавов. Она обладает ярко выраженными окислительными свойствами. Они разрушают оксидную пленку и ускоряют коррозию металла.

    Интересным моментом является то, что концентрированная холодная сера не влияет на алюминий. Если алюминий нагреть, тогда могут начаться процессы коррозии металла. В таком случае появляется соль, ее называют сульфатом алюминия. Она растворима в воде.

    Стойкость алюминия в азотной кислоте

    Описываемый металл отличается повышенной стойкостью при попадании в раствор азотной кислоты. Его часто синтезируют для того, чтобы получить концентрированную азотную кислоту.

    Какие вещества не оказывают воздействия на алюминий?

    Не стоит бояться коррозионных процессов, если алюминий соприкоснется с лимонной кислотой. Не изменят свойства его сплава также яблочная кислота и фруктовый сок. Масляная слабо влияет на сплавы, в состав которых входит алюминий.

    Будет ли происходить коррозия металла при контакте со щелочью?

    Не стоит допускать контакта алюминия с различными щелочами. Они легко разрушают защитную пленку на верхнем слое. Металл вступает в реакцию с водой, после чего начинает выделяться водород. Процесс коррозии происходит в данном случае быстро. Ртуть и медь также пагубно влияют за защитный слой алюминия.

    Читайте также:  Фосфорная кислота хлорид алюминия ионное уравнение

    Итак, мы выяснили, ржавеет ли алюминий. Как видите, не всегда он имеет хорошую коррозионную защиту.

    Источник

    Коррозия алюминия

    Алюминий – это материал, без дополнительной защиты и соблюдения правил использования склонный к появлению коррозии. Процесс приводит к его разрушению, вызывает сильную порчу изделий, непригодность к дальнейшей эксплуатации.

    Чтобы понять методы защиты, рассмотрим виды коррозии алюминия, особенности ее протекания и катализаторы в зависимости от типа среды. Также затронем факторы дополнительной защиты от внешнего негативного воздействия.

    Виды коррозии алюминия

    В зависимости от среды, в которой находится материал и дополнительных внешних рисков, может отличаться характер протекания коррозии и ее основные характеристики, степень негативного воздействия на материал.

    Далее будут приведены основные виды повреждений.

    Общая коррозия (сплошная)

    Легко опознать по типу протекания – на материале появляется большое количество небольших точек-язв. Постепенно алюминиевый лист становится тоньше, сильно уменьшается его прочность.

    При этом истончение с течением времени протекает равномерно без концентрации в конкретном участке.

    Сплошная коррозия характерна для изделий, помещенных в кислотные и щелочные среды. В них происходит смывание оксидной пленки с поверхности, поражение прогрессирует и распространяется по металлу все дальше и дальше.

    В зависимости от типа сплава, стойкость материала к общей коррозии сильно отличается. Если в составе содержится мало меди, менее 0,10%, то такое алюминиевое изделие будет стойким к угрозам разрушения.

    Когда меди более 0,5%, выбирать область использования алюминия нужно будет уже более осторожно. Не допускается эксплуатация без защитного покрытия и там, где попадание веществ извне может привести к созданию на поверхности сильнокислотной или щелочной среды.

    Контактная коррозия

    Коррозия алюминия на воздухе и других средах может часто проявляться в контактном виде. Этот вариант также распространен под названием гальванического.

    Чтобы такой процесс запустился, в непосредственной близости друг от друга должны находиться металлы.

    При этом, появляется электрический мостик – этого достаточно чтобы алюминий начал медленно портиться.

    Вероятность создания катодно-анодной связи во многом зависит от того, с какими металлами ведется работа. Причиной появления гальванических поражений становится отказ учитывать особенности материалов при проектировании различных сооружений.

    Во многом интенсивность распространения и сам риск появления такого поражения зависят от среды, уровня влажности, загрязненности атмосферы. Так, если воздух сухой, в нем нет посторонних примесей, вероятность развития становится значительно меньше.

    На практике не рекомендуется использовать алюминий вместе с оцинкованной сталью. Потенциально это может создать большой риск появления гальванической коррозии.

    Щелевая коррозия

    Один из видов повреждений, характеризующийся локальным появлением. Возникает из-за того, что в щелях и углублениях часто скапливаются продукты окисления, происходит контакт между двумя металлами.

    От такого поражения часто страдают детали с большим количеством выемок, заклепок, болтов. В зону риска попадают и сварные швы. Если вы используете металлоконструкцию на открытом воздухе, стоит периодически прочищать все места, где могут скапливаться грязь, песок, продукты горения и другие посторонние соединения.

    Проблема может появиться даже при перевозке большого количества деталей из алюминия. В таком случае, профиль будет страдать поверхностным поражением.

    Особенно велик риск в том случае, если груз во время перевозки сильно намокает, попадает под дождь, возникает конденсат. Все перечисленное актуально и для хранения алюминиевых деталей, потому лучше всего складывать их в крытом, сухом помещении, где нет риска намокания.

    Нитевидная коррозия

    Часто алюминиевые изделия окрашиваются, чтобы увеличить уровень защиты от коррозии и не допустить контакта с катализаторами окисления.

    Но если нанести лакокрасочное покрытие с нарушениями, не зачистить поверхность материала, оставить на нем дефекты, велик риск возникновения нитевидной коррозии.

    Скорость коррозии алюминия в таком случае будет достаточно высокой. Сама она проявляется в появлении на металле продольных полос, толщина которых составляет не более 0,5 мм.

    Коррозия под напряжением

    По сравнению с другими описанными случаями, такая проблема встречается не так часто. Но ее опасность в том, что могут быть поражены даже высокопрочные сплавы.

    Читайте также:  Чем убрать оксид алюминия

    Причина – длительное использование алюминия под сильной нагрузкой, которая в ряде случаев может превышать предельно допустимые значения.

    Если проблему не пресечь, на металле появятся трещины, он постепенно потеряет свою прочность, срок эксплуатации значительно сократится.

    Межкристаллическая коррозия

    Если рассмотреть алюминий под микроскопом, можно заметить его зернистую структуру. При таком варианте поражения, ржавчина начинает появляться на границе таких зерен.

    Это не слишком распространенный тип повреждений. Чаще всего он встречается, когда в сплав попадает большое количество кремния и структура постепенно начинает меняться.

    Подповерхностная коррозия

    Еще один тип проблемы сплавов с высокой прочностью. В этом случае металл оказывается поражен в подповерхностном слое. Может произойти отслоение, возникнут иные проблемы. Использовать даже такое изделие будет уже нельзя.

    Особенности влияния среды на состояние алюминия

    Стойкость алюминия к коррозии во многом зависит от того, в какой среде используется материал. Внешние условия оказывают значительное влияние на качество сплава. Рассмотрим основные факторы и варианты агрессивных сред.

    Воздух

    Вариант защиты алюминия от коррозии будет отличаться в зависимости от того, в какой среде он используется. Есть несколько основных факторов, влияющих на вероятность возникновения проблемы и потенциальную скорость ее прогрессирования:

    • Уровень влажности среды. Материал может спокойно переносить периодическое намокание в том случае, если общий уровень влажности в остальное время будет в норме. Если же степень составляет 80% и более, риск ржавения значительно усиливается.
    • Состав атмосферы. Чем больше примесей есть в воздухе, тем быстрее начинает ржаветь цветмет. Особенно опасным является повышенная концентрация сульфатов – это часто наблюдается в промышленных зонах. Также скорость распространения коррозии усиливается когда в воздухе распылены хлориды, потому обостряться ситуация может в прибрежных территориях.
    • Количество электролита на поверхности. В случае, если материал сильно намокает и долго находится в таком положении, велик риск что он начнет ржаветь.

    Почва

    Грунт представляет угрозу для любого металла. Есть несколько факторов, которые могут усугубить такую проблему:

    • Высокий уровень рН.
    • Сильная электропроводимость.
    • Степень влажности.
    • Наличие микроорганизмов, производящих сероводород.
    • Однородность грунта и количества воздуха в нем.

    Если в почве есть блуждающие токи, она неоднородна, присутствует большое количество кислорода, опасность возрастает.

    Коррозия алюминия в воде начинается в том случае, если химический состав оказывается катализатором. Среди основных катализаторов:

    • Большое процентное содержание хлоридов.
    • Высокая концентрация тяжелых металлов.
    • Содержание магния в сплаве более 2,5%.
    • Добавление меди в сплав.

    Алюминиевые изделия могут применяться в разных условиях, как в пресной, так и в морской воде. Главное – обратить внимание на состав сплава и исключить нахождение рядом элементов из нержавеющей или оцинкованной стали.

    Щелочь

    Коррозия алюминия в кислой среде, в местах с высоким содержанием щелочей очень распространена.

    Потому нужно проявлять особое внимание в случае использования таких конструкций на стройках, там, где есть риск разбрызгивания строительных растворов.

    В частности, очень высоким содержанием щелочи обычно отличается бетон.

    Методы защиты материалов от коррозии

    Алюминий относится к типу сплавов, которые хорошо переносят опасность появления коррозии в разных условиях – в почве, на открытом воздухе, при контакте с водой.

    Три рекомендации, помогающие значительно увеличить степень защищенности материала:

    • Учет особенностей сплава и области использования. В зависимости от типа среды разные элементы в сплаве могут выступать как дополнительные катализаторы коррозии. Так повышенное содержание меди может увеличить риск проблем при контакте с морской водой.
    • Исключение неблагоприятного соседства. В частности, не стоит использовать рядом изделия, материалы которых могут создавать с алюминием катодно-анодные связи.
    • Нанесение специальных покрытий. Они не допускают контакта между основным сплавом и факторами провоцирующими возникновение ржавчины. Используются различные мастики, порошковые, анодно-оксидные покрытия. Важно также учитывать условия их нанесения и правильно готовить поверхность для наращивания степени адгезии.

    В случае если проблема все-таки возникнет, можно будет решить вопрос как удалить коррозию с алюминия.

    Для этой цели применяется механическая очистка, специальные составы-ингибиторы, которые могут значительно увеличить степень защищенности и не допустить дальнейшего распространения повреждений.

    Источник

  • Adblock
    detector