Hur förhindrar man att korroderar metaller?

Håll oskyddade metaller borta från fukt genom att förvara dem på en torr plats — För att förhindra korrosion av metaller, håll oskyddade metaller borta från fukt genom att förvara dem på en torr plats, som ett skåp.

Korrosion är en naturlig process som händer för alla metaller, men den kan sakta ner mycket med några olika behandlingar. Det orsakas av närvaron av oxidationsmedel i miljön, som vatten eller luft. Det kan vara ett stort problem för dem som är involverade i storskaliga byggprojekt som använder metallmaterial, som inkluderar byggnader, bilar, broar, flygplan och mer. Men även små metallprodukter kommer att korroderas och förlora sin styrka eller skönhet. Lyckligtvis kan du förhindra att denna process sker så snabbt som normalt med material som finns runt hemmet eller med avancerade tekniker för en starkare effekt.

Metod 1 av 3: förstå vanliga typer av metallkorrosion

Läs mer om du vill ha fler sätt att förhindra korrosion av metaller, som att stoppa jonflödet mellan metaller eller undvika repor och repor!

Eftersom så många olika typer av metall används idag, måste byggare och tillverkare skydda mot många olika typer av korrosion. Varje metall har sina egna unika elektrokemiska egenskaper som avgör vilka typer av korrosion (om någon) metall är sårbar för. Tabellen nedan beskriver ett urval av vanliga metaller och vilka typer av korrosion de kan genomgå.

En viktig form av korrosion som kan uppstå oberoende av den fysiska hållfastheten hos de involverade metallerna är galvanisk korrosion.

*Vanliga metaller och deras korrosionsegenskaper*
Metall	Metalls korrosionssårbarhet	Vanliga förebyggande tekniker	Galvanisk aktivitet *
Rostfritt stål (passivt)	Enhetlig attack, galvanisk, grop, spricka (alla speciellt i saltvatten)	Rengöring, skyddande beläggning eller tätningsmedel	Låg (initial korrosionsform resistent oxidskikt)
Järn	Enhetlig attack, galvanisk, spricka	Rengöring, skyddande beläggning eller tätningsmedel, galvanisering, rostskyddsmedel	Hög
Mässing	Enhetlig attack, avzinkning, stress	Rengöring, skyddande beläggning eller tätningsmedel (vanligtvis olja eller lack), tillsats av tenn, aluminium eller arsenik till legeringen	Medium
Aluminium	Galvanisk, grop, spricka	Rengöring, skyddande beläggning eller tätningsmedel, anodisering, galvanisering, katodskydd, elektrisk isolering	Hög (initial korrosionsform resistent oxidskikt)
Koppar	Galvanisk, gropning, estetisk färgning	Rengöring, skyddande beläggning eller tätningsmedel, tillsats av nickel i legeringen (speciellt för saltvatten)	Låg (initialt korrosionsbeständigt patina)

Vi säger att dessa metaller är passiva med hänvisning till processen för passivering genom vilken de blir mindre reaktiva.

* Observera att kolumnen "Galvanisk aktivitet" hänvisar till metallens relativa kemiska aktivitet som beskrivs i galvaniska serietabeller från referenskällor. Vid tillämpningen av denna tabell, ju högre metallens galvaniska aktivitet är, desto snabbare kommer den att genomgå galvanisk korrosion när den förenas med en mindre aktiv metall.

1
Förhindra enhetlig korrosion genom att skydda metallytan. Enhetlig angreppskorrosion (ibland förkortad till "enhetlig" korrosion) är en typ av korrosion som uppträder lämpligt på ett enhetligt sätt över en exponerad metallyta. I denna typ av korrosion attackeras hela ytan på metallen från korrosion och korrosionen fortsätter således med en enhetlig hastighet. Till exempel, om ett oskyddat järntak regelbundet utsätts för regn kommer hela takytan att komma i kontakt med ungefär samma mängd vatten och därmed korrodera i en jämn takt. Det enklaste sättet att skydda mot enhetlig attackkorrosion är vanligtvis att sätta en skyddande barriär mellan metallen och korroderingsmedlen. Detta kan vara en mängd olika saker - färg, ett oljetätningsmedel eller en elektrokemisk lösning som en galvaniserad zinkbeläggning.
- I underjordiska situationer eller nedsänkning är katodiskt skydd också ett bra val.
2
Förhindra galvanisk korrosion genom att stoppa jonflödet från en metall till en annan. En viktig form av korrosion som kan uppstå oberoende av den fysiska hållfastheten hos de inblandade metallerna är galvanisk korrosion. Galvanisk korrosion uppstår när två metaller med olika elektrodpotentialer är i kontakt med varandra i närvaro av en elektrolyt (som saltvatten) som skapar en elektrisk ledningsväg mellan de två. När detta händer flödar metalljoner från den mer aktiva metallen till den mindre aktiva metallen, vilket får den mer aktiva metallen att korrodera i en accelererad hastighet och den mindre aktiva metallen att korrodera i en lägre hastighet. I praktiken betyder detta att korrosion kommer att utvecklas på den mer aktiva metallen vid kontaktpunkten mellan de två metallerna.
- Varje skyddsmetod som förhindrar jonflöde mellan metallerna kan potentiellt stoppa galvanisk korrosion. Att ge metallerna en skyddande beläggning kan hjälpa till att förhindra att elektrolyter från omgivningen skapar en elektrisk ledningsväg mellan de två metallerna, medan elektrokemiska skyddsprocesser som galvanisering och anodisering också fungerar bra. Det är också möjligt att motverka galvanisk korrosion genom att elektriskt isolera de områden av metallerna som kommer i kontakt med varandra.
- Dessutom kan användningen av katodiskt skydd eller en offeranod skydda viktiga metaller från galvanisk korrosion. Se nedan för mer information.
3
Förhindra gropkorrosion genom att skydda metallytan och undvika miljökloridkällor, och undvika repor och repor. Pitting är en form av korrosion som sker i mikroskopisk skala men kan få storskaliga konsekvenser. Pitting är av stor oro för metaller som får sin korrosionsbeständighet från ett tunt skikt av passiva föreningar på deras yta, eftersom denna form av korrosion kan leda till strukturella fel i situationer där skyddsskiktet normalt skulle förhindra dem. Gropning uppstår när en liten del av metallen tappar sitt skyddande passiva skikt. När detta händer uppstår galvanisk korrosion i mikroskopisk skala, vilket leder till bildandet av ett litet hål i metallen. Inom detta hål blir den lokala miljön mycket sur, vilket påskyndar processen. Pitting förhindras vanligtvis genom att applicera en skyddande beläggning på metallytan och / eller använda katodiskt skydd.
- Exponering för en miljö med höga klorider (som till exempel saltvatten) är känd för att påskynda gropprocessen.
4
Förhindra sprickkorrosion genom att minimera trånga utrymmen i objektets design. Sprickkorrosion uppträder i utrymmen på ett metallföremål där tillgången till den omgivande vätskan (luft eller vätska) är dålig - till exempel under skruvar, under brickor, under skägg eller mellan lederna på ett gångjärn. Spaltkorrosion inträffar där springan nära en metallyta är tillräckligt bred för att tillåta vätska att komma in men smal nog att vätskan har svårt att lämna och blir stillastående. Den lokala miljön i dessa små utrymmen blir frätande och metallen börjar korrodera i en process som liknar gropkorrosion. Att förhindra sprickkorrosion är i allmänhet en designfråga. Genom att minimera förekomsten av täta luckor i metallföremålets konstruktion genom att stänga dessa luckor eller tillåta cirkulation är det möjligt att minimera spaltkorrosion.
- Spaltkorrosion är särskilt angeläget vid hantering av metaller som aluminium som har ett skyddande, passivt yttre skikt, eftersom sprickkorrosionsmekanismen kan bidra till att detta lager bryts ner.
5
Förhindra spänningskorrosionssprickor genom att endast använda säkra laster och / eller glödgning. Stresskorrosionssprickning (SCC) är en sällsynt form av korrosionsrelaterat strukturfel som är särskilt angeläget för ingenjörer som är belastade med byggkonstruktioner avsedda att bära viktiga belastningar. I händelse av SCC bildar en bärande metall sprickor och sprickor under den angivna belastningsgränsen - i svåra fall till en bråkdel av gränsen. I närvaro av frätande joner sprider sig små, mikroskopiska sprickor i metallen orsakade av dragspänning från en tung belastning när de frätande jonerna når spetsens spets. Detta gör att sprickan gradvis växer och eventuellt orsakar eventuellt strukturfel. SCC är särskilt farligt eftersom det kan förekomma även i närvaro av ämnen som naturligt bara är mycket milt frätande för metallen. Detta innebär att den farliga korrosionen inträffar medan resten av metallyta verkar ytligt opåverkad.
- Att förhindra SCC är delvis en designfråga. Till exempel, genom att välja ett material som är SCC-resistent i den miljö där metallen kommer att fungera och se till att metallmaterialet är korrekt stresstestat kan det hjälpa till att förhindra SCC. Dessutom kan processen att glödga en metall eliminera kvarvarande spänningar från dess tillverkning.
- SCC är känt förvärras av höga temperaturer och närvaron av vätska som innehåller upplösta klorider.

Metod 2 av 3: förebygga korrosion med hemlösningar

1
Måla metallytan. Kanske är den vanligaste, prisvärda metoden för att skydda metall från korrosion helt enkelt att täcka över det med ett lager färg. Korrosionsprocessen involverar fukt och ett oxidationsmedel som interagerar med metallens yta. Således, när metallen är belagd med en skyddande färgbarriär, kan varken fukt eller oxidationsmedel komma i kontakt med själva metallen och ingen korrosion uppstår.
- Men själva färgen är sårbar för nedbrytning. Applicera färgen när den blir flisad, sliten eller skadad. Om färgen bryts ned så att den underliggande metallen blir exponerad, var noga med att inspektera för korrosion eller skador på den exponerade metallen.
- Det finns en mängd olika metoder för att applicera färg på metallytor. Metallarbetare använder ofta flera av dessa metoder tillsammans för att säkerställa att hela metallföremålet får en grundlig beläggning. Nedan följer ett urval av metoder med kommentarer om deras användning:
  - Borste - används för svåråtkomliga utrymmen.
  - Rulle - används för att täcka stora ytor. Billigt och bekvämt.
  - Luftspray - används för att täcka stora områden. Snabbare men mindre effektiv än valsar (färgavfallet är högt).
  - Airless spray / elektrostatisk airless spray - används för att täcka stora ytor. Snabb och möjliggör variabla nivåer av tjock / tunn konsistens. Mindre slöseri än vanlig luftspray. Utrustningen är dyr.
2

Använd marinfärg för metall som utsätts för vatten. Metallföremål som regelbundet (eller ständigt) kommer i kontakt med vattnet, som båtar, kräver specialfärg för att skydda mot ökad risk för korrosion. I dessa situationer är "normal" korrosion i form av rostning inte det enda problemet (även om det är ett stort), eftersom marint liv (fågel, etc.) som kan växa på oskyddad metall kan bli en ytterligare slitage. och korrosion. För att skydda metallföremål som båtar och så vidare, använd en högkvalitativ marin epoxifärg. Dessa typer av färg skyddar inte bara den underliggande metallen från fukt, utan avskräcker också tillväxten av marint liv på dess yta.
3
Applicera skyddande smörjmedel på rörliga metalldelar. För plana, statiska metallytor gör lack ett bra jobb för att hålla bort fukt och förhindra korrosion utan att påverka metallens användbarhet. Men färg är vanligtvis inte lämplig för rörliga metalldelar. Till exempel, om du målar över ett dörrgångjärn, när färgen torkar, håller den gångjärnet på plats och hindrar dess rörelse. Om du tvingar upp dörren, spricker färgen och lämnar hål för fukt att nå metallen. Ett bättre val för metalldelar som gångjärn, fogar, lager och så vidare är ett lämpligt vattenolösligt smörjmedel. En grundlig beläggning av denna typ av smörjmedel kommer naturligt att avvisa fukt och samtidigt säkerställa en smidig, enkel rörelse för din metalldel.
- Eftersom smörjmedel inte torkar på plats som färger bryts de ned över tiden och kräver enstaka återanvändning. Applicera smörjmedel på metalldelar med jämna mellanrum för att säkerställa att de förblir effektiva som skyddande tätningsmedel.
4
Rengör metallytorna noggrant innan du målar eller smörjer. Oavsett om du använder normal färg, marinfärg eller ett skyddande smörjmedel / tätningsmedel, vill du se till att din metall är ren och torr innan du börjar applicera. Se till att metallen är helt fri från smuts, fett, kvarvarande svetsrester eller befintlig korrosion, eftersom dessa saker kan undergräva dina ansträngningar genom att bidra till framtida korrosion.
- Smuts, smuts och annat skräp stör färg och smörjmedel genom att hålla färgen eller smörjmedlet från att fästa direkt på metallytan. Till exempel, om du målar över ett stålplåt med några kvarvarande metallspån på, kommer färgen att sättas på spånen och lämna tomma utrymmen på den underliggande metallen. Om och när spånen faller av kommer den exponerade fläcken att vara sårbar för korrosion.
- Om du målar eller smörjer en metallyta med viss existerande korrosion bör ditt mål vara att göra ytan så jämn och regelbunden som möjligt för att säkerställa bästa möjliga vidhäftning av tätningsmedlet till metallen. Använd en stålborste, sandpapper och / eller kemisk rostborttagare för att ta bort så mycket lös korrosion som möjligt.
5
Håll oskyddade metallprodukter borta från fukt. Som nämnts ovan förvärras de flesta former av korrosion av fukt. Om du inte lyckas ge din metall en skyddande beläggning av färg eller tätningsmedel, bör du se till att den inte utsätts för fukt. Att försöka hålla oskyddade metallverktyg torra kan förbättra deras användbarhet och förlänga deras effektiva livstid. Om dina metallföremål utsätts för vatten eller fukt, se till att rengöra och torka dem omedelbart efter användning för att förhindra att korrosion börjar.
- Förutom att hålla koll på fukt exponering under användning, se till att förvara metallföremålen inomhus på en ren, torr plats. För stora föremål som inte passar i ett skåp eller garderob, täck föremålet med en presenning eller trasa. Detta hjälper till att hålla bort fukt från luften och förhindrar att damm ackumuleras på ytan.
6

Håll metallytor så rena som möjligt. Var noga med att rengöra dess funktionella ytor, efter att ha använt ett metallföremål, oavsett om metallen är målad eller inte, och tar bort smuts, smuts eller damm. Ansamlingar av smuts och skräp på metallytan kan bidra till slitage och öra på metallen och / eller dess skyddande beläggning, vilket kan leda till korrosion över tiden.

Pitting förhindras vanligtvis genom att applicera en skyddande beläggning på metallytan och / eller använda katodiskt skydd.

Metod 3 av 3: förebygga korrosion med avancerade elektrokemiska lösningar

1
Använd en galvaniseringsprocess. Galvaniserad metall är metall som har belagts med ett tunt lager zink för att skydda den mot korrosion. Zink är mer kemiskt aktivt än den underliggande metallen, så det oxiderar när det utsätts för luft. När zinkskiktet oxiderar bildar det en skyddande beläggning som förhindrar ytterligare korrosion av metallen under. Den vanligaste typen av galvanisering idag är en process som kallas varmförzinkning där metalldelar (vanligtvis stål) sänks ner i en behållare med varm, smält zink för att få en enhetlig beläggning.
- Denna process innefattar hantering av industriella kemikalier, varav vissa är farliga vid rumstemperatur, vid extremt heta temperaturer och bör därför inte försökas av någon annan än utbildad personal. Nedan följer de grundläggande stegen i varmförzinkningsprocessen för stål:
  - Stålet rengörs med en kaustisk lösning för att avlägsna smuts, fett, färg etc. och sköljs sedan noggrant.
  - Stålet betas i syra för att avlägsna kvarnsskal och sköljs därefter.
  - Ett material som kallas ett flöde appliceras på stålet och får torka. Detta hjälper den slutliga zinkbeläggningen att fästa vid stålet.
  - Stålet doppas i en behållare med smält zink och får värmas upp till zinkens temperatur.
  - Stålet kyls i en "släcktank" innehållande vatten.
2
Använd en offeranod. Ett sätt att skydda ett metallföremål från korrosion är att elektriskt fästa en liten, reaktiv metallbit som kallas en offeranod. På grund av det elektrokemiska förhållandet mellan det större metallföremålet och det lilla reaktiva föremålet (förklaras kort nedan) är det bara den lilla, reaktiva metallbiten som genomgår korrosion och lämnar det stora viktiga metallobjektet intakt. När offraranoden korroderar helt måste den bytas ut eller det större metallföremålet börjar korrodera. Denna metod för korrosionsskydd används ofta för nedgrävda strukturer, som underjordiska lagringstankar, eller föremål i konstant kontakt med vatten, som båtar.
- Offeranoder är tillverkade av flera olika typer av reaktiv metall. Zink, aluminium och magnesium är tre av de vanligaste metallerna som används för detta ändamål. På grund av de kemiska egenskaperna hos dessa material används zink och aluminium ofta för metallföremål i saltvatten, medan magnesium är mer lämpligt för färskvatten.
- Anledningen till att en offeranod fungerar har att göra med korrosionsprocessens kemi. När ett metallföremål korroderar bildas naturligt områden som kemiskt liknar anoder och katoder i en elektrokemisk cell. Elektroner strömmar från de flesta anoddelarna på metallytan till omgivande elektrolyter. Eftersom offeranoder är mycket reaktiva jämfört med metallen på objektet som skyddas blir själva objektet mycket katodiskt i jämförelse och därmed strömmar elektroner ut ur offeranoden, vilket får det att korrodera men spara resten av metallen.
3
Använd imponerad ström. Eftersom den kemiska processen bakom metallkorrosion involverar elektrisk ström i form av elektroner som flyter ut ur metallen är det möjligt att använda en extern källa för elektrisk ström för att övermäta korrosionsströmmen och förhindra korrosion. I huvudsak ger denna process (kallad imponerad ström) en kontinuerlig negativ elektrisk laddning på metallen som skyddas. Denna laddning överväger strömmen som får elektroner att strömma ut ur metallen och stoppar korrosion. Denna typ av skydd används ofta för nedgrävda metallkonstruktioner som lagringstankar och rörledningar.
- Observera att den typ av ström som används för imponerade strömskyddssystem vanligtvis är likström (DC).
- Vanligtvis genereras korrosionshindrande imponerad ström genom att begrava två metallanoder i jorden nära metallföremålet som ska skyddas. Ström skickas genom en isolerad tråd till anoderna, som sedan strömmar genom jorden och in i metallföremålet. Ström passerar genom metallföremålet och återgår till strömkällan (generator, likriktare, etc.) genom en isolerad ledning.
4
Använd anodisering. Anodisering är en speciell typ av skyddande ytbeläggning som används för att skydda metall från korrosion och även för att applicera för att applicera matriser och så vidare. Om du någonsin har sett en färgglatt metallkarbinhake har du sett en färgad anodiserad metallyta. I stället för att fysiskt applicera en skyddande beläggning, som vid målning, använder anodisering en elektrisk ström för att ge metallen en skyddande beläggning som förhindrar nästan alla former av korrosion.
- Den kemiska processen bakom anodisering innebär att många metaller, som aluminium, naturligt bildar kemiska produkter som kallas oxider när de kommer i kontakt med syre i luften. Detta resulterar i att metallen normalt har ett tunt yttre oxidskikt som skyddar (i varierande grad, beroende på metallen) mot ytterligare korrosion. Den elektriska strömmen som används i anodiseringsprocessen skapar väsentligen en mycket tjockare uppbyggnad av denna oxid på ytan av metallen än vad som normalt skulle uppstå, vilket ger stort skydd mot korrosion.
- Det finns flera olika sätt att anodisera metaller. Nedan följer de grundläggande stegen i en anodiseringsprocess. Se Hur man anodiserar aluminium för mer information.
  - Aluminiumet rengörs och avsmörjs.
  - Aluminiumets ytföroreningar avlägsnas med en avsmältningslösning.
  - Aluminiumet sänks ned i ett surt bad vid konstant ström och temperatur (t.ex. 12 ampere / kvadratfot och 70-22°C (21-22°C).
  - Aluminiumet avlägsnas och sköljs.
  - Aluminiumet är eventuellt nedsänkt i färgämne vid 100-60°C (38-60°C).
  - Aluminium förseglas genom att placera det i kokande vatten i 20-30 minuter.
5
Använd en metall som uppvisar passivering. Som nämnts ovan bildar vissa metaller naturligt en skyddande oxidbeläggning vid exponering för luft. Vissa metaller bildar denna oxidbeläggning så effektivt att de så småningom blir relativt kemiskt inaktiva. Vi säger att dessa metaller är passiva med hänvisning till processen för passivering genom vilken de blir mindre reaktiva. Beroende på dess önskade användning behöver ett passivt metallföremål inte nödvändigtvis något extra skydd för att göra det korrosionsbeständigt.
- Ett välkänt exempel på en metall som uppvisar passivering är rostfritt stål. Rostfritt stål är en legering av vanligt stål och krom som är effektivt korrosionsbeständigt under de flesta förhållanden utan att något annat skydd krävs. För de flesta dagliga användningar är korrosion vanligtvis inte ett problem med rostfritt stål.
  - Det nämns dock att rostfritt stål under vissa förhållanden inte är 100% korrosionsbeständigt - särskilt i saltvatten. På samma sätt blir många passiva metaller icke-passiva under vissa extrema förhållanden och är därför kanske inte lämpliga för all användning.

Läs också: Hur rengör jag rostfritt stål?

Hur förhindrar man att korroderar metaller?

Steg

Metod 1 av 3: förstå vanliga typer av metallkorrosion

Metod 2 av 3: förebygga korrosion med hemlösningar

Metod 3 av 3: förebygga korrosion med avancerade elektrokemiska lösningar

Frågor och svar

Kommentarer (15)

Läs också: