Koroze hliníkových slitin, příčiny rzi na hliníku

Koroze hliníku je doprovázena destrukcí kovu vlivem různých vnějších faktorů. Například vlivem okolního prostředí nebo kontaktem s agresivními látkami. Mnoho chemických sloučenin však ničí slitiny a produkty pouze za určitých podmínek.

Pokud vezmeme kyselinu dusičnou, páry látky s úrovní koncentrace vyšší než 80% mají minimální vliv na proces destrukce kovu. Jeho vlastnostem neškodí ani voda ohřátá na vysokou teplotu, která se přeměňuje na páru. To se vysvětluje zvýšenou odolností hliníku proti korozi.

Ochranný povlak z hliníku

Výroba hliníkového výrobku je doprovázena tvorbou přirozeného ochranného povrchu. Povlak má vysoký stupeň odolnosti proti korozi. Je to tenká vrstva oxidu, která zabraňuje oxidaci hliníku.

Nepropustná fólie pevně „přilne“ k hliníku. Tato vlastnost jej odlišuje od ostatních kovů. Vrstva se také sama opravuje při mechanickém poškození.

Hliník má díky svým jedinečným vlastnostem a přítomnosti ochranného povrchu velmi široké využití. Kov se používá k výrobě obalů, drátů, dílů a dokonce i šperků. Dnes se vyskytuje téměř ve všech průmyslových odvětvích.

Odkud pochází koroze hliníku?

1. Kyselé nebo alkalické působení.
2. Kontakt se stavebními směsmi jako je cement.
3. Působení třecí síly.
4. Chemická reakce mezi hliníkem a sodíkem, bromem, fluorem nebo chlorem.
5. Silné nárazy na povrch.
6. Vliv produktů rozkladu motorového paliva.

<strong>Druhy koroze hliníku</strong>

Pokud jde o hliník, mezi mnoha druhy koroze odborníci zdůrazňují následující:

Štěrbinová koroze hliníku

Štěrbinová koroze hliníku je charakteristická tím, že se vyskytuje v úzkých, kapalinou vyplněných štěrbinách. Odtud pochází název. Poměrně často se tento typ destrukce kovu objevuje na površích v kontaktu s mořskou vodou nebo na vnějších prvcích karoserií vozidel.

Koroze kovu podobná vodním skvrnám je často pozorována na hliníkových profilech, které byly přepravovány a skladovány v rozporu s předpisy. V důsledku zanedbání požadavků na přepravu a skladování se vlhkost hromadí v mezerách mezi produkty. Ten se tam dostává z atmosféry.

Pokud není hliník chráněn, dešťová voda je snadno nasávána do mezipovrchových prostorů. Pokud jde o kondenzaci, dochází k ní při přemístění čistého kovu nebo jeho slitin z chladných do teplých místností. Alternativní možností je uskladnění pod plachtou bez řádného větrání.

K ochraně hliníku před korozí jsou výrobky upevněny páskou nebo utěsněny ve spojích. Tím se zabrání pronikání vlhkosti do trhlin. Někdy používají speciální lepidla, která jsou určena pro spojování kovových dílů a konstrukcí.

Ulcerózní

Nejběžnější typ koroze. Kov se začíná zhoršovat v důsledku interakce se solemi rozpuštěnými v elektrolytu. Vlhkost nebo obyčejná voda působí jako vodivá látka.

Hlavním znakem důlkové koroze je přítomnost malých důlků. Když je hliník uložen na vzduchu, prohloubí se. Pokud je kov v neustálém kontaktu s vodou nebo půdou, hloubka poškození se zvyšuje.

Aby se zabránilo zničení, je kov ošetřen. Například eloxování. Proces zahrnuje vytvoření ochranného oxidového filmu o tloušťce určené specifikací produktu.

Galvanické pokovování

Galvanická koroze je způsobena stykem více kovů, mezi nimiž vzniká tzv. elektrolytický můstek. Jeden z kovů přebírá funkci anody a koroduje. Druhý se změní na katodu a nezničí se.

Když jsou kovy kombinovány s hliníkem, často funguje jako anoda. Díky tomu se zvyšuje pravděpodobnost zničení kovu. Destrukce ne vždy vede k úplné degradaci a při splnění určitých podmínek se vůbec neprojeví.

Například na suchém vzduchu je eliminováno riziko galvanické koroze. V obytných místnostech lze hliníkové výrobky používat roky, aniž by ztratily své technické vlastnosti. Ve venkovských oblastech nedochází k ničení kovových slitin.

Jiná situace s korozí je v oblastech, kde je zvýšený obsah chloridů v atmosféře. Jasným příkladem toho jsou oblasti blízko moří a oceánů. Zde kov vyžaduje dodatečnou ochranu.

Korozí voda hliník?

Voda je považována za jednoho z hlavních nepřátel kovů. Není proto divu, že mnoho lidí znepokojuje otázka, zda hliník rezaví nebo ne? Pokud se bavíme o kapalině bez cizích příměsí, pak koroze nehrozí.

Hliník nekoroduje díky přítomnosti oxidové vrstvy. Aby kov reagoval s různými látkami, musí být porušena celistvost ochranného filmu. Případně pomocí chloridu rtuťnatého.

Aby došlo k chemické reakci, musí kov ležet v roztoku voda-chlorid pouze několik minut. Po umytí kovu se získá amalgám. Jinými slovy, slitina rtuť-hliník.

Základní metody protikorozní ochrany hliníkových slitin a čistého kovu

Aby se zabránilo korozi na površích hliníkových výrobků, používají se různé metody. Nejoblíbenější jsou 3:

1. Vyhněte se kontaktu s kovy. Abyste zabránili oxidaci v důsledku kontaktu s kovovými výrobky, použijte spojovací materiál z nerezové oceli nebo pozinkované oceli. Prvky, jako jsou konzoly, jsou galvanizovány nebo opatřeny základním nátěrem v několika vrstvách. Používají se také těsnění z paronitu, pryže nebo bitumenu.
2. Eloxování. Metoda zahrnuje vytvoření filmu, který je odolný vůči korozi a nerozpouští se pod vlivem agresivních chemických sloučenin. Povlak má jednotnou tloušťku. Tato vrstva eliminuje kontakt mezi hliníkem a okolím.
3. Aplikace práškového laku. K natírání povrchu na hliník se provádějí 3 operace. Nejprve se kovový nebo slitinový výrobek očistí od mastnoty a nečistot. Poté se nastříká barvivo. Nakonec se povlak vytvořený na hliníku polymeruje v peci při teplotě až 220 stupňů.

Závěr

Nejúčinnějším způsobem ochrany proti jakémukoli druhu koroze je použití podpěr vyrobených z hliníku s přihlédnutím k provozním podmínkám. Dodatečné zpracování také pomáhá zabránit zničení kovu. Aplikace stejné práškové barvy nejen zvyšuje trvanlivost, ale také dodává hotovému výrobku esteticky atraktivní vzhled.

Přečtěte si také

Aplikace hliníku a jeho slitin

Použití hliníku je spojeno s výrobou celé řady spotřebního zboží – od potravinářské fólie až po topná zařízení. Tento kov se také používá při stavbě budov a výrobě různých konstrukcí. Ne…

Instalace stožáru venkovního osvětlení: Kompletní průvodce

Venkovní osvětlení je nedílnou součástí nádvoří vícepatrových budov, parků, náměstí, náměstí, chodníků a silnic, prostorů nádraží,…

Vše o hliníkových slitinách od A do Z

Slitiny na bázi hliníku jsou primárně vyráběny za použití mědi, zinku, hořčíku, křemíku a manganu. Materiály…

Vlastnosti výběru pouliční lampy

Pouliční osvětlení plní nejen dekorativní funkci, ale také vytváří optimální podmínky pro bezpečný pohyb…

Výpočet umělého osvětlení

Správný výpočet umělého osvětlení je nezbytný při uspořádání jakékoli místnosti. Pokud to uděláte správně, můžete…

Nechte požadavek

Zanechte žádost. Náš specialista vás bude brzy kontaktovat a zodpoví všechny vaše dotazy.

Koroze hliníku – zničení kovu vlivem prostředí.

Pro reakci Al 3+ +3e → Al je standardní elektrodový potenciál hliníku -1,66 V.

Teplota tání hliníku je 660 °C.

Hustota hliníku je 2,6989 g/cm 3 (za normálních podmínek).

Hliník, ačkoliv je aktivním kovem, má poměrně dobré korozní vlastnosti. To lze vysvětlit schopností pasivace v mnoha agresivních prostředích.

Odolnost hliníku proti korozi závisí na mnoha faktorech: čistota kovu, korozní prostředí, koncentrace agresivních nečistot v prostředí, teplota atd. pH roztoků má silný vliv. Oxid hlinitý se na povrchu kovu tvoří pouze v rozmezí pH od 3 do 9!

Odolnost Al proti korozi je značně ovlivněna jeho čistotou. Pro výrobu chemických celků a zařízení se používá pouze vysoce čistý kov (bez nečistot), například hliník jakosti AB1 a AB2.

Koroze hliníku není pozorována pouze v těch prostředích, kde se na povrchu kovu vytváří ochranný oxidový film.

Při zahřívání může hliník reagovat s některými nekovy:

2Al+N₂ → 2AlN – interakce hliníku a dusíku za vzniku nitridu hliníku;

4Al + 3C → Al₄С₃ – reakce interakce hliníku s uhlíkem za vzniku karbidu hliníku;

2Al + 3S → Al₂S₃ – interakce hliníku a síry za vzniku sulfidu hlinitého.

Koroze hliníku na vzduchu (atmosférická koroze hliníku)

Hliník se při interakci se vzduchem stává pasivním. Když se čistý kov dostane do kontaktu se vzduchem, na hliníkovém povrchu se okamžitě objeví tenký ochranný film oxidu hlinitého. Dále se zpomaluje růst filmu. Vzorec oxidu hlinitého – Al₂O₃ nebo Al₂O₃• H₂O.

Reakce hliníku s kyslíkem:

Tloušťka tohoto oxidového filmu se pohybuje od 5 do 100 nm (v závislosti na provozních podmínkách). Oxid hlinitý má dobrou přilnavost k povrchu a splňuje podmínku spojitosti oxidových filmů. Při skladování ve skladu je tloušťka oxidu hlinitého na kovovém povrchu asi 0,01 – 0,02 mikronů. Při interakci se suchým kyslíkem – 0,02 – 0,04 mikronů. Při tepelném zpracování hliníku může tloušťka oxidového filmu dosáhnout 0,1 mikronu.

Hliník je poměrně odolný jak v čistém venkovském ovzduší, tak v průmyslové atmosféře (obsahuje páry síry, sirovodík, plynný čpavek, suchý chlorovodík atd.). Protože sloučeniny síry nemají žádný vliv na korozi hliníku v plynném prostředí – používá se k výrobě zařízení na zpracování kyselé ropy a zařízení na vulkanizaci pryže.

Koroze hliníku ve vodě

Koroze hliník není téměř pozorován při interakci s čistou, čerstvou, destilovanou vodou. Zvýšení teploty na 180 °C nemá žádný zvláštní efekt. Horká vodní pára také nemá vliv na korozi hliníku. Pokud do vody přidáte trochu alkálie, i při pokojové teplotě, rychlost koroze hliníku v takovém prostředí mírně přibude.

Interakci čistého hliníku (nepokrytého oxidovým filmem) s vodou lze popsat pomocí reakční rovnice:

Při interakci s mořskou vodou začíná čistý hliník korodovat, protože. citlivé na rozpuštěné soli. Pro použití hliníku v mořské vodě se do jejího složení přidává malé množství hořčíku a křemíku. Odolnost hliníku a jeho slitin proti korozi při vystavení mořské vodě se výrazně sníží, pokud kov obsahuje měď.

Koroze hliníku v kyselinách

Se zvyšující se čistotou hliníku se zvyšuje jeho odolnost vůči kyselinám.

Koroze hliníku v kyselině sírové

Kyselina sírová (má oxidační vlastnosti) ve středních koncentracích je pro hliník a jeho slitiny velmi nebezpečná. Reakce se zředěnou kyselinou sírovou je popsána rovnicí:

Koncentrovaná studená kyselina sírová nemá žádný účinek. A při zahřátí hliník koroduje:

V tomto případě vzniká rozpustná sůl – síran hlinitý.

Al je stabilní v oleu (dýmavá kyselina sírová) při teplotách do 200 °C. Díky tomu se používá k výrobě kyseliny chlorsulfonové (HSO₃Cl) a oleum.

Koroze hliníku v kyselině chlorovodíkové

Hliník nebo jeho slitiny se rychle rozpouštějí v kyselině chlorovodíkové (zejména při zvýšení teploty). Rovnice koroze:

Podobně působí roztoky kyseliny bromovodíkové (HBr) a kyseliny fluorovodíkové (HF).

Koroze hliníku v kyselině dusičné

Koncentrovaný roztok kyseliny dusičné má vysoké oxidační vlastnosti. Hliník v kyselině dusičné je za normálních teplot extrémně odolný (odolnost je vyšší než u nerezové oceli 12H18H9). Dokonce se používá k výrobě koncentrované kyseliny dusičné přímou syntézou.

Při zahřátí korozi hliník v kyselině dusičné prochází reakcí:

Koroze hliníku v kyselině octové

Hliník je docela odolný vůči kyselině octové jakékoli koncentrace, ale pouze pokud teplota nepřesáhne 65 °C. Používá se k výrobě formaldehydu a kyseliny octové. Při vyšších teplotách se hliník rozpouští (s výjimkou koncentrací kyselin 98 – 99,8 %).

Hliník je stabilní v bromových a slabých roztocích kyselin chromových (do 10 %), fosforečné (do 1 %) při pokojové teplotě.

Na hliník a jeho slitiny slabě působí kyselina citrónová, máselná, jablečná, vinná, propionová, víno a ovocné šťávy.

Kyseliny šťavelové, mravenčí a organochlorové ničí kov.

Odolnost hliníku proti korozi je značně ovlivněna výpary a kapalnou rtutí. Po krátkém kontaktu kov a jeho slitiny intenzivně korodují a tvoří amalgámy.

Koroze hliníku v alkáliích

Alkálie snadno rozpouštějí ochranný oxidový film na povrchu hliníku, ten začne reagovat s vodou a způsobí rozpuštění kovu za uvolnění vodíku (korozi hliník s depolarizací vodíku).

Oxidový film je také zničen ionty rtuti, mědi a chlóru.