Koroze je proces, při kterém je železo degradováno přítomností různých oxidačních činidel v prostředí. Koroze má mnoho podob a může mít mnoho příčin. Jedním z běžných příkladů je proces rzi, při kterém železo oxiduje za přítomnosti vlhkosti. Koroze je vážným problémem pro výrobce budov, lodí, letadel, automobilů a dalších kovových výrobků. Například když je železo použito jako součást mostu, je strukturální integrita železa, které může být poškozeno korozí, rozhodující pro bezpečnost lidí, kteří most používají. Viz krok 1 níže, kde se začnete učit, jak chránit železo před hrozbou koroze a jak zpomalit rychlost koroze.
Krok
Metoda 1 ze 3: Porozumění běžným typům koroze železa
Protože se dnes používá tolik různých druhů železa, musí stavitelé a výrobci chránit před mnoha druhy koroze. Každá žehlička má jedinečné elektrochemické vlastnosti, které určují, na jaký typ koroze (pokud existuje) je náchylná. Níže uvedená tabulka popisuje některá běžná žehličky a typy koroze, které mohou podléhat.
| Žehlička | Zranitelnost vůči korozi železem | Obecné techniky prevence | Galvanická aktivita* |
|---|---|---|---|
| Nerezová ocel (pasivní) | Rovnoměrný útok, galvanický, perforovaný, prasklý (vše hlavně v mořské vodě) | Čištění, ochranný nátěr nebo těsnění | Nízká (počáteční formy koroze tvoří ochrannou oxidační vrstvu) |
| Žehlička | Rovnoměrný útok, galvanický, bezva | Čištění, ochranný nátěr nebo těsnění, galvanizace, antikorozní ochrana | Vysoký |
| Mosaz | Rovnoměrný útok, odzinkování, stres | Čištění, ochranný povlak nebo těsnění (obvykle olej nebo lak), přidávání olova, hliníku nebo arsenu do slitin | V současné době |
| Hliník | Galvanické, díry, praskliny | Čištění, ochranný nátěr nebo těsnění, anoda, galvanizace, katodická ochrana, elektrická izolace | Vysoká (počáteční koroze tvoří odolnou oxidační vrstvu) |
| Měď | Galvanická, díra, estetická skvrna | Čištění, ochranný povlak nebo těsnění, přidávání niklu do kovových slitin (zejména pro solanku) | Nízká (počáteční koroze tvoří zadržující patinu) |
*Mějte prosím na paměti, že sloupec „Galvanická aktivita“odkazuje na související chemickou aktivitu železa, jak je popsáno v galvanické tabulce referenčního zdroje. Pro účely této tabulky platí, že „čím vyšší je galvanická aktivita železa, tím rychleji podléhá galvanické korozi v kombinaci s méně aktivním železem“.
Krok 1. Zabraňte rovnoměrné napadení korozí ochranou povrchu železa
Rovnoměrná útočná koroze (někdy zkrácená na „rovnoměrnou“korozi) je druh koroze, která se podle toho vyskytuje rovnoměrně na nechráněných kovových površích. Při tomto typu koroze je celý povrch železa napaden korozí a koroze tedy probíhá rovnoměrně. Pokud je například nechráněná kovová střecha pravidelně vystavována dešti, celý povrch střechy bude v kontaktu se stejným množstvím vody, a proto bude rovnoměrně korodovat. Nejjednodušší způsob ochrany proti rovnoměrnému napadení je obvykle umístit ochrannou bariéru mezi bobule a korozivní látku. Může to být řada věcí - barva, olejová těsnění, „nebo“elektrochemické řešení, jako je galvanický zinkový povlak.
V podzemních nebo ponorných situacích je dobrou volbou také katodický štít
Krok 2. Zabraňte galvanické korozi přerušením toku iontů z jednoho železa do druhého
Jednou z důležitých forem koroze, ke které může docházet bez ohledu na fyzickou sílu použitého železa, je galvanická koroze. Galvanická koroze nastává, když dvě žehličky s různým potenciálem elektrod přijdou do kontaktu s přítomností elektrolytu (jako je slaná voda), který mezi nimi vytvoří dráhu elektrického vedení. Když k tomu dojde, ionty železa proudí z aktivnějšího železa do méně aktivního železa, což způsobí, že aktivnější železo rychleji koroduje a méně aktivní železo koroduje pomaleji. V praxi to znamená, že na aktivnějším železe v místě kontaktu mezi oběma žehličkami dojde ke korozi.
- Jakýkoli způsob ochrany, který brání toku iontů mezi žehličkami, může zastavit galvanickou korozi. Poskytnutí ochranné vrstvy žehličce může pomoci zabránit tomu, aby elektrolyty z prostředí vytvářely dráhu elektrického vedení mezi oběma žehličkami, přičemž procesy elektrochemického stínění, jako je galvanické zinkování a anoda, také dobře fungují. Můžete také zabránit galvanické korozi elektricky izolačních oblastí železa v kontaktu.
- Kromě toho může použití katodické nebo anodové ochrany chránit důležité železo před galvanickou korozí. Další informace naleznete níže.
Krok 3. Zabraňte důlkové korozi ochranou povrchu železa, vyhýbáním se zdrojům chloridů v prostředí a vyhýbáním se škrábancům a škrábancům
Pitting je forma koroze, která probíhá v mikroskopickém měřítku, ale může mít závažné důsledky. Otvory jsou hlavním problémem pro železo, které odvozuje svou odolnost proti korozi od tenké vrstvy pasivní směsi na svém povrchu, protože tato forma koroze může vést ke strukturální poruše v situacích, kdy by jí normálně bránil ochranný povlak. Otvory se vyskytují tam, kde malý kousek železa ztratí pasivní ochrannou vrstvu. Když k tomu dojde, v mikroskopickém měřítku dochází ke galvanické korozi, což vede k tvorbě drobných děr v žehličce. V této díře se v prostředí hromadí kyselina, což proces urychluje. Děrám se obvykle zabrání nanesením ochranné vrstvy na kovový povrch a/nebo použitím katodické ochrany.
Vystavení prostředí s vysokým obsahem chloridů (jako je například slaná voda) může urychlit proces perforace
Krok 4. Zabraňte vzniku korozních trhlin minimalizací těsných prostor v návrhu objektu
Ke korozi trhlin dochází v prostorách kovových předmětů, kde je přístup k okolní tekutině (vzduchu nebo kapalině) velmi špatný - například pod šrouby, pod podložkami, pod barnacles nebo mezi kloubovými spoji. Ke korozi trhlin dochází tam, kde je mezera mezi kovovými povrchy dostatečně široká, aby dovolila kapalině vniknout, ale dostatečně úzká, takže kapalině je obtížné uniknout a stagnuje. Prostředí v tomto malém prostoru začne být korozivní a železo začne korodovat v procesu podobném korozi trhliny. Prevence korozních trhlin je obecně konstrukčním problémem. Minimalizací přítomnosti úzkých mezer v konstrukci kovových předmětů zakrytím těchto mezer nebo zajištěním cirkulace je možné minimalizovat korozi trhlin.
Koroze trhlin je zvláštním problémem při manipulaci se železem, jako je hliník, který má pasivní vnější ochrannou vrstvu, protože mechanismy koroze trhlin mohou přispět k rozpadu tohoto povlaku
Krok 5. Zabraňte korozi trhlinami napětím používáním pouze bezpečných zátěží a/nebo žíháním
Stresové korozní praskání (SCC) je forma strukturální poruchy související s korozí, která je problémem pro inženýry navrhující stavební konstrukce, které podporují kritická zatížení. S výskytem SCC železo nesoucí zatížení vytváří trhliny a zlomeniny pod hranicí svého zatížení - v závažných případech v menší míře. V přítomnosti korozivních iontů se mikroskopické drobné trhliny v železe způsobené tahovým napětím těžkých nábojů šíří, když se korozivní ionty dostanou na konec trhliny. To způsobí, že se trhlina pomalu zvětšuje a může vést ke strukturálnímu selhání. SCC je zvláště nebezpečný, protože k němu může dojít i v přítomnosti materiálů, které jsou obecně méně korozivní pro železo. To znamená, že k této škodlivé korozi dochází, zatímco zbytek povrchu železa vypadá nedotčen.
- Prevence SCC je částečně problém s designem. Zabránit SCC může například výběr materiálů, které jsou odolné vůči SCC v prostředí, ve kterém bude žehlička fungovat, a zajištění řádného namáhání železného materiálu zátěží. Kromě toho může proces zpevnění žehličky odstranit zbytkové napětí z konstrukce.
- Je známo, že SCC je zhoršováno vysokými teplotami a přítomností tekutin obsahujících rozpuštěný chlorid.
Metoda 2 ze 3: Prevence koroze pomocí domácích řešení
Krok 1. Natřete železný povrch
Možná nejběžnější a nejlevnější způsob ochrany železa před korozí je jednoduše jej pokrýt vrstvou barvy. Proces koroze zahrnuje interakci vlhkosti a oxidačních činidel s povrchem železa. Tímto způsobem, pokud je žehlička potažena ochrannou bariérou barvy, ani vlhkost, ani oxidační činidla nemohou přijít do styku se samotnou žehličkou a nedochází ke korozi.
- Samotný nátěr je však náchylný k degradaci. Malovat, kdykoli je něco odštípnuto, opotřebeno nebo poškozeno. Pokud barva degraduje tak, že je žehlička odkrytá, nezapomeňte zkontrolovat korozi nebo poškození obnažené žehličky.
-
Existuje mnoho způsobů lakování kovových povrchů. Kovoobráběči často používají několik z těchto metod, aby zajistili důkladné pokrytí všech kovových předmětů. Níže jsou uvedeny některé ukázkové metody s komentáři k jejich použití:
- Kartáč - používá se do těžko přístupných prostor.
- Roller - slouží k zakrytí velkých prostor. Levné a snadné.
- Vzduchový sprej - slouží k pokrytí velkých prostor. Rychlejší, ale ne tak snadné jako váleček (plýtvání barvou).
- Bezvzduchový sprej/Elektrostatický bezvzduchový sprej - používá se k pokrytí velkých prostor. Rychlý a umožňuje různé stupně husté/tenké konzistence. Ne tak nehospodárné jako běžná stříkací voda. Zařízení je docela drahé.
Krok 2. Použijte mořskou barvu na železo vystavené vodě
Kovové předměty, které jsou pravidelně (nebo neustále) ve styku s vodou, například lodě, vyžadují speciální nátěr na ochranu před vysokou pravděpodobností koroze. V této situaci není „běžná“koroze ve formě rezavění jediným problémem (i když je poměrně velká), protože mořský život (barnacles atd.) Může růst na nechráněném železe, které může být zdrojem opotřebení a dodatečná koroze. K ochraně kovových předmětů, jako jsou čluny a jiné, používejte vysoce kvalitní epoxidovou mořskou barvu. Tento typ barvy chrání železo nejen před vlhkostí, ale také brání růstu mořského života na jeho povrchu.
Krok 3. Na pohyblivé kovové části naneste ochranné mazivo
U plochých a statických kovových povrchů barva výborně odvádí vlhkost a předchází korozi, aniž by to ovlivnilo použitelnost žehličky. Pro pohybující se kovové části však barva obvykle není vhodná. Například pokud malujete na závěs dveří, když barva zaschne, udrží závěs a zablokuje jeho pohyb. Pokud otevřete dveře násilím, barva praskne a ponechá prostor pro vlhkost, aby se dostala k žehličce. Lepší volbou pro železné součásti, jako jsou závěsy, klouby, hřídele atd., Je vhodné ve vodě nerozpustné mazivo. Tato důkladná vrstva maziva odpuzuje vlhkost a zajišťuje plynulý a snadný pohyb vašich kovových částí.
Protože maziva na místě neschnou jako barva, mohou se časem degradovat a vyžadují pravidelné opětovné použití. Pravidelně znovu aplikujte mazání na kovové části, abyste zajistili, že zůstanou účinné jako ochranné těsnění
Krok 4. Před lakováním nebo mazáním kovový povrch důkladně očistěte
Ať už používáte běžnou barvu, mořskou barvu nebo ochranné mazání/těsnění, měli byste se před zahájením procesu aplikace ujistit, že je vaše žehlička čistá a suchá. Zajistěte, aby žehlička neobsahovala žádné stávající nečistoty, mastnoty, zbytky svarů nebo korozi, protože by to mohlo v budoucnu promarnit vaše úsilí přispěním ke korozi.
- Půda, olej a další nečistoty mohou interferovat s barvou a mazáním tím, že zabrání přilnutí barvy nebo maziva přímo na kovový povrch. Pokud například malujete na ocelový plech se železným šrotem nahoře, barva zaschne na povrchu mletí a ponechá prázdné místo v žehličce pod ním. Jestli a kdy ořezávátko spadne. Exponovaná část bude náchylná ke korozi.
- Pokud natíráte nebo mazáte povrch železa již existující korozí, vaším cílem by mělo být, aby byl povrch co nejhladší a nejnormálnější, aby byla zajištěna nejlepší možná přilnavost těsnění k žehličce. K odstranění co největšího množství koroze použijte drátěný kartáč, brusný papír a/nebo chemický odstraňovač rzi.
Krok 5. Chraňte nechráněné železné výrobky před vlhkostí
Jak je uvedeno výše, většina forem koroze je zhoršena vlhkostí. Pokud nemůžete na žehličku nanést ochrannou vrstvu barvy nebo těsnění, měli byste dávat pozor, aby nebyla vystavena vlhkosti. Vynaložení úsilí na udržení nechráněných železných nástrojů v suchu může zvýšit jejich užitečnost a prodloužit jejich efektivní životnost. Pokud je vaše žehlička vystavena vodě nebo vlhkosti, nezapomeňte ji ihned po použití vyčistit a vysušit, aby se zabránilo vzniku koroze.
Kromě sledování expozice vlhkosti při používání nezapomeňte kovové předměty skladovat uvnitř, na čistém a suchém místě. U velkých předmětů, které se nevejdou do skříně nebo skříňky, zakryjte předmět hadříkem. To pomáhá odpuzovat vlhkost ze vzduchu a zabraňuje hromadění prachu na povrchu
Krok 6. Zajistěte, aby byl kovový povrch co nejčistší
Po každém použití kovového předmětu, bez ohledu na to, zda je kov natřený nebo ne, nezapomeňte vyčistit jeho funkční povrch a odstranit veškeré nečistoty, mastnotu nebo prach. Hromadění nečistot na kovovém povrchu může přispět k opotřebení žehličky a/nebo jejího ochranného povlaku, což časem vede ke korozi.
Metoda 3 ze 3: Prevence koroze pomocí pokročilých elektrochemických řešení
Krok 1. Použijte proces galvanizace
Pozinkované železo je železo, které bylo potaženo tenkou vrstvou zinku, aby bylo chráněno před korozí. Zinek je chemicky aktivnější než železo pod ním, takže při vystavení vzduchu oxiduje. Jakmile je zinková vrstva oxidována, vytvoří ochrannou vrstvu, která zabrání další korozi podkladového železa. Nejběžnějším typem galvanizace je dnes proces nazývaný žárovým zinkováním, při kterém se kus železa (obvykle ocel) ponoří do horkého roztaveného zinku, aby se získal rovnoměrný povlak.
-
Tento proces zahrnuje manipulaci s průmyslovými chemikáliemi, z nichž některé jsou nebezpečné při pokojové teplotě, při velmi vysokých teplotách a neměl by se o to pokoušet nikdo jiný než vyškolený odborník. Níže jsou uvedeny základní kroky procesu žárového zinkování oceli:
- Ocel se vyčistí horkým roztokem k odstranění nečistot, oleje, barvy atd., Poté se důkladně opláchne.
- Ocel se ponoří do kyseliny, aby se odstranila okuje, a poté se opláchne.
- Na ocel se nanese materiál zvaný „tavidlo“a nechá se zaschnout. To pomáhá finální zinkové vrstvě přilnout k oceli.
- Ocel je ponořena do horkého zinku a nechá se dosáhnout teploty zinku.
- Ocel je chlazena v „chladicí nádrži“naplněné vodou.
Krok 2. Použijte obětní anodu
Jedním ze způsobů, jak chránit železné předměty před korozí, je elektricky k nim připevnit malý reaktivní kov, kterému se říká „obětní anoda“. Vzhledem k elektrochemickému vztahu mezi větším tělesem železa a malým reaktivním tělesem (které je stručně popsáno níže) bude korozi procházet pouze malé a reaktivní železo, přičemž velké a důležité železo zůstane nedotčené. Když obětní anoda úplně zkoroduje, musí být vyměněna, jinak větší železo zkoroduje. Tento způsob ochrany proti korozi se obvykle používá u podzemních staveb, jako jsou podzemní skladovací nádrže, nebo u předmětů, které jsou v neustálém kontaktu s vodou, jako jsou lodě.
- Obětní anoda je vyrobena z několika různých typů reaktivního železa. Zinek, hliník a hořčík jsou tři nejběžnější žehličky používané k tomuto účelu. Vzhledem k chemickým vlastnostem těchto materiálů se zinek a hliník běžně používají pro železné materiály ve slané vodě, zatímco hořčík je vhodnější pro sladkovodní účely.
- Kvůli chemickému procesu samotné koroze lze použít obětní anody. Když koroduje železný předmět, přirozeně se vytvoří oblasti, které jsou chemicky podobné anodě a katodě v elektrochemickém článku. Elektrony proudí z anody na povrchu železa do okolního elektrolytu. Protože je obětní anoda velmi reaktivní ve srovnání s chráněným železem, samotný předmět se ve srovnání stává vysoce katodickým, a proto elektrony proudí z obětní anody, což způsobuje její korozi, ale ne zbytek železa.
Krok 3. Použijte „vtlačený proud“
Protože elektrochemický proces za korozí železa zahrnuje tok elektřiny ve formě elektronů vytékajících ze železa, je možné použít externí zdroj elektrického proudu pro řízení korozivního toku a předcházení korozi. Tento proces (nazývaný „vtlačený proud“) je kontinuální záporný náboj železa na chráněném železe. Tento náboj přehluší tok, což způsobí, že elektrony vytečou ze železa a zabrání korozi. Tento typ ochrany se obvykle používá pro podzemní železné konstrukce, jako jsou skladovací nádrže a potrubí.
- Uvědomte si, že typ elektrického proudu použitého pro systémy ochrany proti vniknutí proudu je obvykle stejnosměrný proud (DC).
- Dojemný proud, který brání korozi, je obvykle generován zakopáním dvou železných anod do země poblíž chráněného kovového předmětu. Elektrický proud je poslán přes izolační vodič na anodě, který poté protéká zemí a do kovového předmětu. Elektřina protéká železnými předměty a poté se izolačními dráty vrací ke zdroji elektřiny (generátory, usměrňovače atd.).
Krok 4. Použijte eloxování
Eloxování je speciální povrchová ochranná vrstva používaná k ochraně železa před korozí. Pokud jste někdy viděli světlou železnou karabinu, viděli jste barevný povrch z eloxovaného železa. Namísto fyzické aplikace ochranného povlaku, jako je barva, používá eloxování elektrický proud, aby železo dostalo ochrannou vrstvu, která brání téměř všem formám koroze.
- Chemický proces anodizace zahrnuje skutečnost, že mnoho železa, jako je hliník, přirozeně při kontaktu s kyslíkem ve vzduchu tvoří chemické produkty nazývané oxidy. To má za následek, že železo má normálně tenkou vnější vrstvu oxidu, která chrání (v různé míře, v závislosti na žehličce) před další korozí. Elektrický proud používaný v procesu eloxování obvykle vytváří silnější nahromadění tohoto oxidu na povrchu železa než obvykle, což poskytuje velkou ochranu před korozí.
-
Existuje několik různých způsobů, jak darovat železo. Níže jsou uvedeny základní kroky jednoho z procesů eloxování. Další informace naleznete v části Jak anodizovat hliník.
- Hliník se čistí a odmašťuje.
- Nečistoty na povrchu hliníku se odstraní roztokem pro odstranění smetí.
- Hliník se umístí do kyselé lázně při konstantním proudu a teplotě (například 12 ampérů/čtverečních stop a 21 až 22 stupňů C).
- Hliník se odstraní a opláchne.
- Hliník se volitelně zavádí do barviva při teplotě 100 až 140 stupňů F (38 až 60 stupňů C).
- Hliník se utěsní ponořením do vroucí vody na 20-30 minut.
Krok 5. Použijte pasivní železo
Jak bylo uvedeno výše, některé železo přirozeně vytváří ochrannou vrstvu oxidu při vystavení vzduchu. Některé železo tvoří tuto vrstvu oxidu tak účinně, že se stává chemicky neaktivní. Říkáme, že železo je „pasivní“ve vztahu k „pasivnímu“procesu, ve kterém se stává méně reaktivním. V závislosti na použití nemusí pasivní železné předměty „potřebovat“dodatečnou ochranu, aby byly odolné proti korozi.
-
Jedním známým příkladem pasivního železa je nerezová ocel. Nerezová ocel je běžná slitina oceli a chromu, která odolává korozi za většiny podmínek, aniž by vyžadovala ochranu. U většiny každodenních použití koroze u nerezové oceli obvykle nehrozí.
Je však třeba říci, že za určitých podmínek není nerezová ocel 100% odolná proti korozi - například ve slané vodě. Podobně se mnoho pasivních žehliček stává pasivními za extrémních povětrnostních podmínek, a proto nejsou vhodné pro všechny aplikace
Tipy
- Uvědomte si intergranulovanou korozi. To ovlivňuje schopnost žehličky být tvarováno nebo manipulováno a snižuje celkovou pevnost žehličky.
- Americká rada pro lodě a jachty obecně doporučuje vázání lodi. Hliníkové a ocelové čluny by však neměly být připoutány, aby se zabránilo korozi železa.
Varování
- Nikdy nenechávejte silně zkorodované kovové části ve vozidlech nebo na lodích. Stupeň koroze se liší, ale jakákoli koroze může znamenat vážné poškození konstrukce. Z bezpečnostních důvodů vyměňte nebo odstraňte všechny známky koroze železa.
- Když používáte obětní anodu, nemalujte ji. To by znemožnilo elektronům proniknout do okolí a odebrat jeho sílu bránící korozi.
