Чи реагує нержавіюча сталь з алюмінієм?
Поєднання нержавіючої сталі та алюмінію може здатися нешкідливим, але реакція між ними з часом може непомітно роз'їдати конструкції.
Так, нержавіюча сталь може вступати в реакцію з алюмінієм через гальванічну корозію, коли волога створює електричний шлях між ними.
Ця реакція не відбувається миттєво. Але як тільки вона починається, її важко зупинити. Давайте розглянемо, як запобігти цьому за допомогою розумного дизайну та матеріалів.
Чому контакт між цими металами викликає корозію?
На перший погляд обидва метали здаються міцними та довговічними. Але хімія розповідає іншу історію.
Контакт між нержавіючою сталлю та алюмінієм викликає корозію, оскільки вони мають різні електрохімічні потенціали, що викликає гальванічну реакцію в присутності електроліту.
Гальванічна корозія виникає, коли два різнорідні метали стикаються і з'єднуються електролітом, наприклад, водою. У цій парі алюміній стає анодом (він роз'їдає), і нержавіюча сталь виступає в ролі катода (він залишився неушкодженим).
Це пов'язано з їхнім положенням у гальванічному ряді. Чим далі один від одного знаходяться два метали на цій діаграмі, тим інтенсивніша реакція.
Знімок гальванічної серії (у морській воді)
| Метал | Позиція в серії | Ризик корозії (у поєднанні з нержавіючою сталлю) |
|---|---|---|
| Магній | Дуже анодний | Дуже високий |
| Алюміній | Анодний | Високий |
| Цинк | Менш анодний | Середній |
| Нержавіюча сталь | Катодний | Ні. |
Електроліт виконує роль моста. Без вологи цей ланцюг не може завершитися. Але під впливом води, особливо солоної, корозія швидко прискорюється.
Гальванічна корозія виникає лише тоді, коли два метали торкаються один одного і присутня волога.Правда.
Для виникнення гальванічної корозії необхідний як електричний контакт, так і електроліт.
Алюміній роз'їдає нержавіючу сталь, якщо залишити його в контакті на відкритому повітрі.Неправда.
Алюміній є анодом у цій парі; він піддається корозії, тоді як нержавіюча сталь залишається захищеною.
Чи можуть різнорідні метали торкатися один одного на відкритому повітрі?
Є спокуса просто приєднатися до них і забути. Але це часто призводить до дорогих наслідків.
Так, різнорідні метали можуть контактувати у зовнішньому середовищі, але тільки якщо вони належним чином ізольовані або покриті для запобігання гальванічній корозії.
Зовнішні умови ідеально підходять для гальванічної корозії: дощ, роса, конденсат і забруднення. Навіть вологість може створити легкий шар електроліту.
Проте, багато зовнішніх конструкцій використовують алюміній і нержавіючу сталь разом. Ключовим моментом є те, що не допускати прямого контакту і перервати електричний шлях.
Методи захисту на відкритому повітрі
| Стратегія | Як це допомагає |
|---|---|
| Пластикові або гумові прокладки | Розриває електричний ланцюг |
| Діелектричні покриття | Зупиняє потік електронів |
| Дренажні отвори | Запобігає накопиченню води |
| Стратегічний дизайн | Мінімізує зони контакту |
Також уникайте накопичення вологи у швах. Використовуйте похилі поверхні, вентиляцію або ущільнювачі, які швидко висихають. Якщо метал має бути відкритим, нанесіть захисне покриття або встановіть графік регулярних перевірок.
Алюміній і нержавіючу сталь можна з'єднувати зовні, якщо використовувати ізоляційні матеріали.Правда.
Ізоляційні матеріали запобігають електричному з'єднанню, що викликає гальванічну корозію.
Вологість на вулиці недостатня для початку корозії між різнорідними металами.Неправда.
Навіть легка волога може діяти як електроліт, особливо в забрудненому або солоному повітрі.
Яку роль відіграє волога в їхній реакції?
Волога може здатися нешкідливою, але для з'єднань зі змішаних металів вона відіграє головну роль у руйнуванні.
Волога діє як електроліт при гальванічній корозії, забезпечуючи потік електронів між алюмінієм і нержавіючою сталлю.
Чиста вода - слабкий провідник. Але в реальному світі вода часто містить солі, пил, кислоти або промислові забруднювачі. Вони збільшують її провідність, роблячи її потужним електролітом.
Без вологи алюміній і нержавіюча сталь можуть торкатися один одного практично без проблем. Але як тільки потрапляє вода - навіть у вигляді конденсату - починається електрохімічна реакція.
Джерела вологи, що викликають гальванічну корозію
| Джерело | Спільне в цих налаштуваннях |
|---|---|
| Дощ або сніг | Вуличні меблі, будівництво, огорожа |
| Конденсація | ОВіК, холодильні установки |
| Сольовий спрей | Прибережні будівлі, човни, пристані для яхт |
| Промисловий туман | Заводи, хімічні зони |
Якщо вологи не уникнути, необхідно перервати ланцюг. Це означає покриття, ізоляційні шайби або ізоляційні матеріали.
Без вологи гальванічна корозія не може виникнути, навіть якщо метали торкаються один одного.Правда.
Для того, щоб відбулася корозія, необхідний електроліт, який завершує ланцюг.
Будь-яка вода, навіть дистильована, негайно викликає гальванічну корозію.Неправда.
Чиста дистильована вода має дуже низьку провідність і її недостатньо, щоб викликати швидку корозію.
Як проектувати конструкції, щоб уникнути реакцій металів?
Поганий дизайн призводить до швидкого виходу з ладу. Але розумне планування може дозволити алюмінію та нержавіючій сталі безпечно співіснувати.
Щоб уникнути реакції металів, проектуйте конструкції так, щоб різнорідні метали не стикалися, залишалися сухими або були розділені непровідними матеріалами.
Почніть з розуміння вашого середовища. Вологе воно, прибережне чи схильне до впливу хімічних речовин? Якщо так, проектуйте з урахуванням дренажу та вентиляції.
Далі підберіть сумісні кріплення та столярні вироби. Або повністю ізолюйте їх. Крім того, мінімізуйте відкриту поверхню алюмінію порівняно з нержавіючою сталлю - це зменшує швидкість корозії.
Поради щодо проектування, щоб уникнути гальванічних реакцій
| Конструктивна особливість | Вигода |
|---|---|
| Похилі поверхні | Запобігає утворенню стоячої води |
| Герметичні з'єднання | Перешкоджає потраплянню води |
| Кріплення з покриттям | Додає додатковий захист |
| Нейлонові шайби та втулки | Фізично розділити метали |
| Планові перевірки | Виявляйте проблеми на ранніх стадіях, поки корозія не поширилася |
Не забудьте про покриття! Простий шар фарби, якщо його добре нанести, може подвоїти термін служби конструкції зі змішаних металів.
Проектування з нахиленими поверхнями та належним дренажем знижує ризик гальванічної корозії.Правда.
Відсутність вологи запобігає утворенню електроліту, що зупиняє реакцію.
Використання великих алюмінієвих поверхонь поруч з маленькими деталями з нержавіючої сталі зменшує ризик корозії.Неправда.
Більші анодні ділянки з малими катодними ділянками погіршують корозію, фокусуючи струм на алюмінії.
Висновок
Нержавіюча сталь та алюміній можуть вступати в реакцію при з'єднанні, особливо на відкритому повітрі. Але цієї корозії можна уникнути, розбивши електричний шлях, додавши покриття та використовуючи розумний дизайн. Завдяки плануванню ви можете безпечно використовувати обидва метали в одній конструкції.
