Вступит ли нержавеющая сталь в реакцию с алюминием?
Сочетание нержавеющей стали и алюминия может показаться безобидным, но реакция между ними со временем может привести к коррозии.
Да, нержавеющая сталь может вступать в реакцию с алюминием в результате гальванической коррозии, когда влага создает между ними электрический путь.
Эта реакция не происходит мгновенно. Но если она началась, ее трудно остановить. Давайте узнаем, как предотвратить ее с помощью продуманного дизайна и материалов.
Почему контакт между этими металлами вызывает коррозию?
На первый взгляд, оба металла кажутся прочными и долговечными. Но химия говорит о другом.
Контакт между нержавеющей сталью и алюминием вызывает коррозию, поскольку они имеют разные электрохимические потенциалы, что приводит к гальванической реакции в присутствии электролита.
Гальваническая коррозия возникает, когда два разнородных металла соприкасаются и соединяются электролитом, например водой. В этой паре, алюминий становится анодом (она корродирует), и нержавеющая сталь выступает в качестве катода (он остается нетронутым).
Это связано с их положением в гальваническом ряду. Чем дальше друг от друга находятся два металла на этой диаграмме, тем интенсивнее реакция.
Снимок гальванической серии (в морской воде)
| Металл | Позиция в серии | Риск коррозии (в паре с нержавеющей) |
|---|---|---|
| Магний | Очень анодный | Очень высокий |
| Алюминий | Анодный | Высокий |
| Цинк | Менее анодный | Средний |
| Нержавеющая сталь | Катодный | Нет |
Электролит действует как мост. Без влаги эта цепь не может быть завершена. Но при попадании воды - особенно соленой - коррозия быстро ускоряется.
Гальваническая коррозия возникает только при соприкосновении двух металлов и наличии влаги.Правда
Для возникновения гальванической коррозии необходимы как электрический контакт, так и электролит.
Алюминий разъедает нержавеющую сталь, если оставить его в контакте на открытом воздухе.Ложь
Алюминий является анодом в этой паре; он корродирует, в то время как нержавеющая сталь остается защищенной.
Могут ли разнородные металлы соприкасаться на открытом воздухе?
Заманчиво просто присоединиться к ним и забыть. Но это часто приводит к дорогостоящему ущербу в дальнейшем.
Да, разнородные металлы могут соприкасаться на открытом воздухе, но только если они должным образом изолированы или покрыты для предотвращения гальванической коррозии.
Для гальванической коррозии идеально подходят внешние условия: дождь, роса, конденсат и загрязнение. Даже влажность может создать легкий слой электролита.
Тем не менее, во многих наружных конструкциях алюминий и нержавеющая сталь используются вместе. Главное, чтобы предотвратить прямой контакт и прерывание электрического пути.
Методы защиты на открытом воздухе
| Стратегия | Как это помогает |
|---|---|
| Пластиковые или резиновые прокладки | Разрывает электрическую цепь |
| Диэлектрические покрытия | Остановка потока электронов |
| Дренажные отверстия | Предотвращает скопление воды |
| Стратегический дизайн | Минимизирует площадь контакта |
Кроме того, избегайте задерживания влаги в стыках. Используйте наклонные поверхности, вентиляцию или уплотнения, которые быстро сохнут. Если металл должен быть открыт, добавьте жертвенное покрытие или регулярно проводите осмотр.
Алюминий и нержавеющую сталь можно соединять на открытом воздухе, если использовать изоляционные материалы.Правда
Изоляционные материалы предотвращают электрическое соединение, вызывающее гальваническую коррозию.
Влажность воздуха на улице недостаточна для начала коррозии между разнородными металлами.Ложь
Даже легкая влажность может служить электролитом, особенно в загрязненном или соленом воздухе.
Какую роль в их реакции играет влага?
Влага может показаться безобидной, но для соединений из смешанных металлов она играет важную роль в разрушении.
Влага выступает в качестве электролита при гальванической коррозии, обеспечивая поток электронов между алюминием и нержавеющей сталью.
Чистая вода - слабый проводник. Но в реальном мире вода часто содержит соли, пыль, кислоты или промышленные загрязнители. Они увеличивают ее проводимость, превращая в мощный электролит.
Без влаги алюминий и нержавеющая сталь могут соприкасаться практически без проблем. Но как только в них попадает вода - даже в виде конденсата - начинается электрохимическая реакция.
Источники влаги, вызывающие гальваническую коррозию
| Источник | Распространенные в этих местах |
|---|---|
| Дождь или снег | Мебель для улицы, строительство, ограждения |
| Конденсат | ОВКВ, холодильные установки |
| Соляной аэрозоль | Прибрежные здания, лодки, пристани |
| Промышленный туман | Заводы, химические зоны |
Если влажность неизбежна, вы должны прервать цепь. Речь идет о покрытиях, изолирующих шайбах или изоляционных материалах.
Без влаги гальваническая коррозия не возникает, даже если металлы соприкасаются.Правда
Для возникновения коррозии необходим электролит.
Любая вода, даже дистиллированная, немедленно вызовет гальваническую коррозию.Ложь
Чистая дистиллированная вода имеет очень низкую проводимость, и ее недостаточно для того, чтобы вызвать быструю коррозию.
Как спроектировать структуры, чтобы избежать реакций с металлами?
Плохая конструкция приводит к быстрому выходу из строя. Но грамотная планировка позволяет алюминию и нержавеющей стали благополучно сосуществовать.
Чтобы избежать реакции металлов, проектируйте конструкции так, чтобы разнородные металлы не соприкасались, оставались сухими или были разделены непроводящими материалами.
Начните с понимания окружающей среды. Влажная ли она, прибрежная или подвержена воздействию химических веществ? Если это так, разработайте дизайн с учетом дренажа и вентиляции.
Затем выберите совместимые крепежи и столярные изделия. Или полностью изолируйте их. Кроме того, минимизируйте площадь открытой поверхности алюминия по сравнению с нержавеющей сталью - это снижает скорость коррозии.
Советы по проектированию для предотвращения гальванических реакций
| Особенность дизайна | Выгода |
|---|---|
| Наклонные поверхности | Предотвращает появление стоячей воды |
| Герметичные соединения | Предотвращает проникновение воды |
| Крепежные элементы с покрытием | Добавляет дополнительную защиту |
| Нейлоновые шайбы и втулки | Физическое разделение металлов |
| Плановые проверки | Выявляйте проблемы на ранней стадии, пока коррозия не распространилась |
Не забудьте о покрытии! Простой слой краски, если он хорошо нанесен, может удвоить срок службы смешанной металлической конструкции.
Проектирование с наклонными поверхностями и надлежащим дренажом снижает риск гальванической коррозии.Правда
Отсутствие влаги предотвращает образование электролита, что останавливает реакцию.
Использование больших алюминиевых поверхностей рядом с маленькими деталями из нержавеющей стали снижает риск коррозии.Ложь
Большие анодные зоны с маленькими катодными зонами ухудшают коррозию, фокусируя ток на алюминии.
Заключение
Нержавеющая сталь и алюминий могут вступать в реакцию при соединении, особенно на открытом воздухе. Но этой коррозии можно избежать, разорвав электрический контакт, добавив покрытия и используя продуманный дизайн. При грамотном планировании вы сможете безопасно использовать оба металла в одной конструкции.
