Grubetæring: årsager. Metoder til beskyttelse af metaller mod korrosion

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Korrosion er ødelæggelsen af overfladen af materialer som et resultat af aktivt beståede redoxprocesser. Ødelæggelsen af materialets lag fører til et fald i styrke, elektrisk ledningsevne, øget skørhed og hæmning af metallets andre egenskaber.

Under driften af metalprodukter udsættes de for forskellige typer destruktive effekter, blandt hvilke grubetæring skiller sig ud. Hun er den farligste og mest uforudsigelige.

Pitting

På overfladen af metalprodukter kan du ofte bemærke små fordybninger, prikker af brun eller brun farve. Forskere kalder sådanne punkter pitting, og processen med deres udseende kaldes pitting-korrosion. Det forekommer på overfladen af materialer, der kommer i kontakt med havvand, opløsninger af forskellige s alte, kemisk aggressive miljøer og opfatter andre negative faktorer.

Pitting-korrosion påvirker kun passive metaller og legeringer, den udvikler sig hovedsageligt i anti-korrosionslaget eller på steder med forskellige defekter. "Punktsår" kan forstyrre arbejdet med forskelligeprodukter: fra tynde membraner og mikrokredsløb til tykvæggede tilslag. Derudover bidrager deres udseende til dannelsen af korrosionsrevner, som reducerer materialets specificerede egenskaber betydeligt.

metaldestruktionsordning

For at aktivere pitting-korrosion er tilstedeværelsen af to reagenser nødvendig - aktivatorer og passivatorer. Anioner af klor, brom, jod fungerer oftest som aktivatorer - de findes i de fleste miljøer, hvor metalprodukter drives. De adsorberes på metaloverfladen og danner opløselige komplekser med dets komponenter.

Vand eller en hydroxylgruppe fungerer oftest som en passivator. Selve ødelæggelsesprocessen forløber i henhold til følgende skema:

1. Aktivatorioner adsorberes på overfladen af den beskyttende (oxid)film.
2. Der er en proces med at erstatte oxygenioner med procesaktivatorioner.
3. Der dannes en stor mængde opløselige ioner, hvilket får filmen til at nedbrydes.

Som et resultat af dette opstår der en potentiel forskel på overfladen af materialet, hvilket fører til fremkomsten af lokale strømme, og en voldsom anodeproces aktiveres. Samtidig bevæger aktiverende ioner sig til ødelæggelsescentrene, hvorved grubetæring skrider frem.

varianter af grubetæring

Typen af grubetæring varierer afhængigt af miljøforholdene, primært temperatur, surhedsgrad, stoffernes kemiske sammensætning. Under påvirkning af disse faktorer ændres formen,grubernes størrelse og deres placering. Så i henhold til størrelsen skelnes punktødelæggelse:

• mikroskopisk - prikstørrelse mindre end 0,1 mm;
• regular - diameteren af gruberne varierer fra 0,1 til 1 mm;
• ulcerativ, når formationer overstiger 1 mm i diameter.

Afhængigt af placeringen kan grubetæring være åben eller lukket. I det første tilfælde er det næsten umuligt at opdage spor af ødelæggelse - det er nødvendigt at bruge specielle enheder. Denne type korrosion fører meget ofte til nedbrud.

Udsat rust synlig med det blotte øje. Ofte smelter gruber sammen til en enkelt formation. I dette tilfælde sker ødelæggelsen af materialet ikke i dybden, men i bredden, hvilket forårsager defekter på et stort område.

Shape of pits

Farmen på grubet er afhængig af hulrummene inde i krystalgitteret, som dannes i de første stadier af korrosionsprocessen. De mest almindelige formationer med uregelmæssig form - de forekommer på overfladen af rustfrit, lavlegeret og kulstofstål, aluminium, krom, nikkellegeringer, jern.

Halvkugleformede sår dannes som et resultat af isotrop opløsning. Denne proces ligner elektropolering. Dette forklarer til dels den skinnende bund af de halvcirkelformede fordybninger. De mest modtagelige for sådan ødelæggelse er titanium-, aluminium-, nikkel- og koboltprodukter samt tantalstrukturer. Omtrent samme udseendegrubetæring af rustfrit stål.

Desuden kan fordybninger være polyedriske og facetterede. "Sårene" af sidstnævnte type kombineres meget ofte med hinanden, hvilket fører til store halvkugleformede brud.

Årsager til udseende

De vigtigste årsager til grubetæring er brud på produktionsteknologi og mekanisk påvirkning af materialet. Som et resultat af krænkelse af støbeteknologien vises forskellige mikroinklusioner i metallet, som krænker dets struktur. Den mest almindelige inklusion kan kaldes mølleskala.

På grund af mekanisk påvirkning begynder grubetæring meget ofte at udvikle sig på overfladen af produkter. Årsagerne til dette ligger i ødelæggelsen af den øvre beskyttende film, krænkelsen af den indre struktur og fremkomsten af korngrænser på overfladen. Den mest almindelige faktor, der aktiverer processen, kan kaldes en dynamisk påvirkning, som fører til forekomsten af mikrorevner.

Pitting-korrosion af metaller udvikler sig hurtigere på ru overflader, såvel som under påvirkning af aggressive miljøer - havvand, sure opløsninger.

Metoder til beskyttelse af metal mod grubetæring

For at beskytte metalprodukter mod grubetæring anvendes tre hovedmetoder:

1. Lækning af lukkede systemer ved hjælp af opløsninger af alkaliske forbindelser, sulfater, kromater.
2. Introduktionen af komponenter med høj modstandsdygtighed over for rust i materialets sammensætning - molybdæn,krom, silicium.
3. Brug af katode- og anodeteknologi til at skabe et beskyttende lag.

Alle de præsenterede metoder til at beskytte metaller mod korrosion er kun anvendelige i produktionen, fordi de kræver højteknologisk udstyr og store investeringer. I hverdagen er det umuligt helt at eliminere risikoen for pitting. Det er kun muligt at svække påvirkningen af negativt virkende faktorer gennem:

• anti-korrosionsbelægninger;
• forbedring af driftsbetingelserne for produkter;
• reduktion af surhedsgraden i det miljø, som materialet kommer i kontakt med.

Men den mest effektive og overkommelige metode er grundig polering: Ved at reducere overfladens ruhed øger du samtidig dens anti-korrosionsbestandighed. Men for den bedste effekt er det bedre at bruge alle metoder til at beskytte metaller mod korrosion på samme tid.