Reagoiko ruostumaton teräs alumiinin kanssa?
Ruostumattoman teräksen ja alumiinin yhdistäminen saattaa vaikuttaa vaarattomalta, mutta niiden välinen reaktio voi ajan mittaan syövyttää rakenteita.
Kyllä, ruostumaton teräs voi reagoida alumiinin kanssa galvaanisen korroosion kautta, kun kosteus luo sähköisen reitin niiden välille.
Tämä reaktio ei tapahdu välittömästi. Mutta kun se kerran alkaa, sitä on vaikea pysäyttää. Tutkitaan, miten se voidaan estää älykkäällä suunnittelulla ja materiaaleilla.
Miksi näiden metallien välinen kosketus aiheuttaa korroosiota?
Ensi silmäyksellä molemmat metallit vaikuttavat kovilta ja kestäviltä. Kemia kertoo kuitenkin toisenlaista.
Ruostumattoman teräksen ja alumiinin välinen kosketus aiheuttaa korroosiota, koska niiden sähkökemialliset potentiaalit eroavat toisistaan, jolloin galvaaninen reaktio käynnistyy elektrolyytin läsnä ollessa.
Galvaaninen korroosio tapahtuu, kun kaksi erilaista metallia koskettaa toisiaan ja on yhteydessä toisiinsa elektrolyytillä, kuten vedellä. Tässä parissa, alumiinista tulee anodi (se syöpyy) ja ruostumaton teräs toimii katodina (se säilyy koskemattomana).
Tämä johtuu niiden asemasta galvaanisessa sarjassa. Mitä kauempana kaksi metallia on toisistaan tässä taulukossa, sitä voimakkaampi reaktio on.
Galvaaninen sarjakuva (merivedessä)
| Metalli | Sijainti sarjassa | Korroosioriski (kun parina on ruostumaton) |
|---|---|---|
| Magnesium | Erittäin anodinen | Erittäin korkea |
| Alumiini | Anodinen | Korkea |
| Sinkki | Vähemmän anodinen | Medium |
| Ruostumaton teräs | Katodinen | Ei ole |
Elektrolyytti toimii siltana. Ilman kosteutta tämä virtapiiri ei voi toteutua. Mutta kun se altistuu vedelle - erityisesti suolavedelle - korroosio kiihtyy nopeasti.
Galvaanista korroosiota tapahtuu vain silloin, kun kaksi metallia koskettaa toisiaan ja kosteutta on läsnä.Totta
Galvaaninen korroosio edellyttää sekä sähköistä kosketusta että elektrolyyttiä.
Alumiini syövyttää ruostumatonta terästä, jos se jätetään kosketuksiin ulkoilmassa.False
Alumiini on parin anodi; se syöpyy, kun taas ruostumaton teräs pysyy suojattuna.
Voivatko erilaiset metallit koskettaa toisiaan ulkona?
On houkuttelevaa vain liittyä heihin ja unohtaa. Mutta se johtaa usein kalliisiin vahinkoihin myöhemmin.
Kyllä, erilaiset metallit voivat koskettaa toisiaan ulkotiloissa, mutta vain jos ne on eristetty tai pinnoitettu asianmukaisesti galvaanisen korroosion estämiseksi.
Ulkoilman olosuhteet ovat täydelliset galvaaniselle korroosiolle: sade, kaste, kondensaatio ja saastuminen. Jopa kosteus voi luoda kevyen elektrolyyttikerroksen.
Silti monissa ulkokäyttöön tarkoitetuissa malleissa käytetään alumiinia ja ruostumatonta terästä yhdessä. Tärkeintä on estää suora kosketus ja katkaista sähköinen reitti.
Ulkona käytettävät suojausmenetelmät
| Strategia | Miten se auttaa |
|---|---|
| Muoviset tai kumiset välilevyt | Katkaisee sähköpiirin |
| Dielektriset pinnoitteet | Pysäyttää elektronien virtauksen |
| Viemäriaukot | Estää veden kertymisen |
| Strateginen suunnittelu | Minimoi kosketusalueet |
Vältä myös kosteuden jäämistä saumoihin. Käytä kaltevia pintoja, tuuletusta tai nopeasti kuivuvia tiivisteitä. Jos metalli on paljastettava, lisää uhrautuva pinnoite tai säännöllinen tarkastusaikataulu.
Alumiinia ja ruostumatonta terästä voidaan liittää ulkona, jos käytetään eristysmateriaaleja.Totta
Eristysmateriaalit estävät galvaanista korroosiota aiheuttavan sähköisen yhteyden.
Ulkona oleva kosteus ei riitä käynnistämään korroosiota erilaisten metallien välillä.False
Jopa kevyt kosteus voi toimia elektrolyyttinä, erityisesti saastuneessa tai suolaisessa ilmassa.
Mikä merkitys kosteudella on niiden reaktiossa?
Kosteus saattaa vaikuttaa harmittomalta, mutta sekametallien liitoksissa sillä on suuri merkitys tuhoutumiselle.
Kosteus toimii galvaanisessa korroosiossa elektrolyyttinä, joka mahdollistaa elektronien virtauksen alumiinin ja ruostumattoman teräksen välillä.
Puhdas vesi on heikko johdin. Mutta todellisessa maailmassa vesi sisältää usein suoloja, pölyä, happoja tai teollisuuden epäpuhtauksia. Nämä lisäävät veden johtavuutta, mikä tekee siitä voimakkaan elektrolyytin.
Ilman kosteutta alumiini ja ruostumaton teräs voivat koskettaa toisiaan ongelmitta. Mutta heti, kun vettä tulee sisään - vaikka vain kondensaationa - alkaa sähkökemiallinen reaktio.
Galvaanista korroosiota aiheuttavat kosteuslähteet
| Lähde | Yleinen näissä asetuksissa |
|---|---|
| Sade tai lumi | Ulkokalusteet, rakentaminen, aitaaminen |
| Kondensaatio | HVAC, jäähdytysyksiköt |
| Suolasumu | Rannikkorakennukset, veneet, venesatamat |
| Teollinen sumu | Tehtaat, kemialliset alueet |
Jos kosteus on väistämätöntä, sinun on varmistettava, että katkaista virtapiiri. Tämä tarkoittaa pinnoitteita, eristäviä aluslevyjä tai eristysmateriaaleja.
Ilman kosteutta galvaanista korroosiota ei voi tapahtua, vaikka metallit koskettaisivat toisiaan.Totta
Korroosion syntymiseen tarvitaan elektrolyyttiä, jotta virtapiiri saadaan valmiiksi.
Kaikenlainen vesi, jopa tislattu, aiheuttaa välittömästi galvaanista korroosiota.False
Puhtaan tislatun veden johtavuus on hyvin alhainen, eikä se riitä aiheuttamaan nopeaa korroosiota.
Miten suunnitella rakenteita metallireaktioiden välttämiseksi?
Huono suunnittelu johtaa nopeaan epäonnistumiseen. Älykkään suunnittelun ansiosta alumiini ja ruostumaton teräs voivat kuitenkin elää turvallisesti rinnakkain.
Metallien reaktioiden välttämiseksi rakenteet on suunniteltava siten, että erilaiset metallit eivät kosketa toisiaan, ne pysyvät kuivina tai ne on erotettu toisistaan johtamattomilla materiaaleilla.
Aloita ymmärtämällä ympäristöäsi. Onko se kostea, ranta-alue tai alttiina kemikaaleille? Jos näin on, suunnittele tilat salaojitus ja ilmanvaihto huomioon ottaen.
Valitse seuraavaksi yhteensopivat kiinnikkeet ja puusepäntyöt. Tai eristä ne kokonaan. Minimoi myös alumiinin altistuva pinta-ala ruostumattomaan teräkseen verrattuna - tämä vähentää korroosionopeutta.
Suunnitteluvinkkejä galvaanisten reaktioiden välttämiseksi
| Suunnitteluominaisuus | Hyöty |
|---|---|
| Kaltevat pinnat | Estää seisovan veden |
| Tiivistetyt liitokset | Estää veden tunkeutumisen |
| Pinnoitetut kiinnittimet | Lisää lisäsuojaa |
| Nylonlevyt ja -holkit | Metallien fyysinen erottaminen |
| Aikataulutetut tarkastukset | Ongelmien havaitseminen varhaisessa vaiheessa ennen korroosion leviämistä |
Älä unohda pinnoitetta! Hyvin levitettynä yksinkertainen maalikerros voi kaksinkertaistaa sekametallirakenteen käyttöiän.
Kaltevat pinnat ja asianmukainen kuivatus vähentävät galvaanisen korroosion riskiä.Totta
Kosteuden poissa pitäminen estää elektrolyytin muodostumisen ja pysäyttää reaktion.
Suurempien alumiinipintojen käyttö pienten ruostumattomasta teräksestä valmistettujen osien vieressä vähentää korroosioriskiä.False
Suuremmat anodiset alueet, joilla on pieniä katodisia alueita, pahentavat korroosiota keskittämällä virran alumiiniin.
Päätelmä
Ruostumaton teräs ja alumiini voivat reagoida toisiinsa liitettäessä, erityisesti ulkona. Korroosio voidaan kuitenkin välttää katkaisemalla sähköinen reitti, lisäämällä pinnoitteita ja käyttämällä älykästä suunnittelua. Suunnittelulla voit käyttää molempia metalleja turvallisesti samassa rakenteessa.
