Kas roostevaba teras reageerib alumiiniumiga?
Roostevabast terasest ja alumiiniumi kombineerimine võib tunduda kahjutu, kuid nende omavaheline reaktsioon võib aja jooksul vaikselt konstruktsioone korrodeerida.
Jah, roostevaba teras võib reageerida alumiiniumiga galvaanilise korrosiooni kaudu, kui niiskus tekitab nende vahel elektrilise tee.
See reaktsioon ei toimu koheselt. Aga kui see kord algab, on seda raske peatada. Uurime, kuidas seda nutika disaini ja materjalide abil vältida.
Miks põhjustab nende metallide kokkupuude korrosiooni?
Esmapilgul tunduvad mõlemad metallid kõvad ja vastupidavad. Kuid keemia räägib teistsugust lugu.
Roostevabast terasest ja alumiiniumi kokkupuude põhjustab korrosiooni, sest nende elektrokeemilised potentsiaalid on erinevad, käivitades elektrolüüdi juuresolekul galvaanilise reaktsiooni.
Galvaaniline korrosioon tekib siis, kui kaks erinevat metalli puutuvad kokku ja on ühendatud elektrolüüdi, näiteks vee abil. Selles paaris, alumiiniumist saab anood (see korrodeerub) ja roostevaba teras toimib katoodina (see jääb terveks).
See tuleneb nende positsioonist galvaanilises reas. Mida kaugemal on kaks metalli selles graafikus üksteisest, seda intensiivsem on reaktsioon.
Galvaanilise seeria hetkeseis (merevees)
| Metall | Seeria positsioon | Korrosioonirisk (kui see on ühendatud roostevaba materjaliga) |
|---|---|---|
| Magneesium | Väga anoodiline | Väga kõrge |
| Alumiinium | Anoodiline | Kõrge |
| Tsink | Vähem anoodiline | Keskmine |
| Roostevaba teras | Katoodiline | Puudub |
Elektrolüüt toimib sillana. Ilma niiskuseta ei saa see vooluring toimida. Kuid kui see puutub kokku veega - eriti soolase veega - kiireneb korrosioon kiiresti.
Galvaaniline korrosioon toimub ainult siis, kui kaks metalli puutuvad kokku ja esineb niiskust.Tõsi
Galvaanilise korrosiooni tekkimiseks on vaja nii elektrilist kontakti kui ka elektrolüüti.
Alumiinium korrodeerib roostevabast terasest, kui see jääb kokkupuutesse välitingimustes.Vale
Alumiinium on anoodiks; see korrodeerub, samas kui roostevaba teras jääb kaitstuks.
Kas erinevad metallid võivad välitingimustes kokku puutuda?
On ahvatlev lihtsalt ühineda nendega ja unustada. Kuid see toob sageli hiljem kaasa kalli kahju.
Jah, erinevad metallid võivad välitingimustes kokku puutuda, kuid ainult siis, kui need on korralikult isoleeritud või kaetud, et vältida galvaanilist korrosiooni.
Välitingimustes on galvaaniliseks korrosiooniks ideaalsed tingimused: vihm, kaste, kondensatsioon ja reostus. Isegi niiskus võib tekitada kerge elektrolüütkihi.
Siiski kasutatakse paljudes välitingimustes alumiiniumi ja roostevaba terast koos. Oluline on see, et vältida otsest kokkupuudet ja katkestada elektriline tee.
Välisõhu kaitsemeetodid
| Strateegia | Kuidas see aitab |
|---|---|
| Plastikust või kummist distantsid | Katkestab vooluahela |
| Dielektrilised katted | Peatab elektronide voolu |
| Drenaažiaugud | Takistab vee kogunemist |
| Strateegiline disain | Minimeerib kokkupuutepinnad |
Vältige ka niiskuse kinnijäämist liigestesse. Kasutage kaldpindu, ventilatsiooni või kiiresti kuivavaid tihendeid. Kui metall peab olema avatud, lisage ohvrikate või regulaarne ülevaatusgraafik.
Alumiiniumi ja roostevaba terast võib ühendada välitingimustes, kui kasutatakse isolatsioonimaterjale.Tõsi
Isolatsioonimaterjalid takistavad elektrilist ühendust, mis põhjustab galvaanilist korrosiooni.
Erinevate metallide vahelise korrosiooni tekkimiseks ei piisa välisõhu niiskusest.Vale
Isegi kerge niiskus võib toimida elektrolüüdina, eriti saastunud või soolases õhus.
Millist rolli mängib niiskus nende reaktsioonis?
Niiskus võib tunduda kahjutu, kuid segametallist ühenduste puhul mängib see hävitamisel suurt rolli.
Niiskus toimib galvaanilise korrosiooni elektrolüüdina, võimaldades elektronide voolu alumiiniumi ja roostevaba terase vahel.
Puhas vesi on nõrk elektrijuht. Kuid reaalses maailmas sisaldab vesi sageli soolasid, tolmu, happeid või tööstuslikke saasteaineid. Need suurendavad selle juhtivust, muutes selle võimsaks elektrolüüdiks.
Ilma niiskuseta võivad alumiinium ja roostevaba teras vähe või üldse ilma probleemideta kokku puutuda. Kuid niipea, kui vesi siseneb - isegi kui see on lihtsalt kondensatsioon - algab elektrokeemiline reaktsioon.
Galvaanilist korrosiooni vallandavad niiskuseallikad
| Allikas | Ühine nendes seadetes |
|---|---|
| Vihm või lumi | Välismööbel, ehitus, aiad |
| Kondensatsioon | HVAC, külmutusseadmed |
| Soolaprits | Rannikuhooned, paadid, jahisadamad |
| Tööstuslik udu | Tehased, keemiatööstuspiirkonnad |
Kui niiskus on vältimatu, tuleb katkestada vooluahela. See tähendab katteid, isolatsioonipesu või isoleerivaid materjale.
Ilma niiskuseta ei saa galvaaniline korrosioon tekkida isegi siis, kui metallid puutuvad kokku.Tõsi
Korrosiooni tekkimiseks on vaja elektrolüüti, et vooluahela oleks täielik.
Igasugune vesi, isegi destilleeritud vesi, põhjustab kohe galvaanilist korrosiooni.Vale
Puhta destilleeritud vee elektrijuhtivus on väga madal ja see ei ole piisav kiire korrosiooni tekitamiseks.
Kuidas projekteerida konstruktsioone, et vältida metallide reaktsioone?
Kehv projekteerimine viib kiireks ebaõnnestumiseni. Kuid arukad paigutused võimaldavad alumiiniumil ja roostevabast terasest ohutult koos eksisteerida.
Metallreaktsioonide vältimiseks projekteerige konstruktsioonid nii, et erinevad metallid ei puutuksid kokku, jääksid kuivaks või oleksid eraldatud mittejuhtivate materjalidega.
Alustage oma keskkonna mõistmisest. Kas see on niiske, rannikuala või puutub kokku kemikaalidega? Kui jah, siis projekteerige ruumid, pidades silmas drenaaži ja ventilatsiooni.
Seejärel valige ühilduvad kinnitusvahendid ja tislerid. Või isoleerige need täielikult. Samuti minimeerige alumiiniumi avatud pindala võrreldes roostevaba terasega - see vähendab korrosioonimäära.
Projekteerimisnõuanded galvaaniliste reaktsioonide vältimiseks
| Disaini funktsioon | Kasu |
|---|---|
| Kaldu pinnad | Takistab seisva vee tekkimist |
| Hermeetilised ühendused | Peatab vee sissetungi |
| Kaetud kinnitusdetailid | Lisab täiendavat kaitset |
| Nailonist seibid ja puksid | Füüsiliselt eraldatud metallid |
| Plaanilised kontrollid | Püüa probleemid varakult kinni, enne kui korrosioon levib |
Ärge unustage katet! Hästi pealekantud lihtne värvikiht võib kahekordistada segametallist konstruktsiooni kasutusiga.
Kalduva pinnaga projekteerimine ja nõuetekohane drenaaž vähendab galvaanilise korrosiooni ohtu.Tõsi
Niiskuse eemalhoidmine takistab elektrolüütide moodustumist ja peatab reaktsiooni.
Suuremate alumiiniumpindade kasutamine väikeste roostevabast terasest osade kõrval vähendab korrosiooniriski.Vale
Suuremad anoodilised alad koos väikeste katoodiliste aladega halvendavad korrosiooni, kuna voolu kontsentreerumine alumiiniumile suurendab korrosiooni.
Kokkuvõte
Roostevaba teras ja alumiinium võivad ühendamisel reageerida, eriti välitingimustes. Kuid seda korrosiooni saab vältida, kui katkestada elektriline tee, lisada katteid ja kasutada arukat disaini. Planeerimise korral saab mõlemat metalli ohutult kasutada ühes konstruktsioonis.
