Алюминий – это материал, без дополнительной защиты и соблюдения правил использования склонный к появлению коррозии. Процесс приводит к его разрушению, вызывает сильную порчу изделий, непригодность к дальнейшей эксплуатации.
Чтобы понять методы защиты, рассмотрим виды коррозии алюминия, особенности ее протекания и катализаторы в зависимости от типа среды. Также затронем факторы дополнительной защиты от внешнего негативного воздействия.
Виды коррозии алюминия
В зависимости от среды, в которой находится материал и дополнительных внешних рисков, может отличаться характер протекания коррозии и ее основные характеристики, степень негативного воздействия на материал.
Далее будут приведены основные виды повреждений.
Общая коррозия (сплошная)
Легко опознать по типу протекания – на материале появляется большое количество небольших точек-язв. Постепенно алюминиевый лист становится тоньше, сильно уменьшается его прочность.
При этом истончение с течением времени протекает равномерно без концентрации в конкретном участке.
Сплошная коррозия характерна для изделий, помещенных в кислотные и щелочные среды. В них происходит смывание оксидной пленки с поверхности, поражение прогрессирует и распространяется по металлу все дальше и дальше.
В зависимости от типа сплава, стойкость материала к общей коррозии сильно отличается. Если в составе содержится мало меди, менее 0,10%, то такое алюминиевое изделие будет стойким к угрозам разрушения.
Когда меди более 0,5%, выбирать область использования алюминия нужно будет уже более осторожно. Не допускается эксплуатация без защитного покрытия и там, где попадание веществ извне может привести к созданию на поверхности сильнокислотной или щелочной среды.
Контактная коррозия
Коррозия алюминия на воздухе и других средах может часто проявляться в контактном виде. Этот вариант также распространен под названием гальванического.
Чтобы такой процесс запустился, в непосредственной близости друг от друга должны находиться металлы.
При этом, появляется электрический мостик – этого достаточно чтобы алюминий начал медленно портиться.
Вероятность создания катодно-анодной связи во многом зависит от того, с какими металлами ведется работа. Причиной появления гальванических поражений становится отказ учитывать особенности материалов при проектировании различных сооружений.
Во многом интенсивность распространения и сам риск появления такого поражения зависят от среды, уровня влажности, загрязненности атмосферы. Так, если воздух сухой, в нем нет посторонних примесей, вероятность развития становится значительно меньше.
На практике не рекомендуется использовать алюминий вместе с оцинкованной сталью. Потенциально это может создать большой риск появления гальванической коррозии.
Щелевая коррозия
Один из видов повреждений, характеризующийся локальным появлением. Возникает из-за того, что в щелях и углублениях часто скапливаются продукты окисления, происходит контакт между двумя металлами.
От такого поражения часто страдают детали с большим количеством выемок, заклепок, болтов. В зону риска попадают и сварные швы. Если вы используете металлоконструкцию на открытом воздухе, стоит периодически прочищать все места, где могут скапливаться грязь, песок, продукты горения и другие посторонние соединения.
Проблема может появиться даже при перевозке большого количества деталей из алюминия. В таком случае, профиль будет страдать поверхностным поражением.
Особенно велик риск в том случае, если груз во время перевозки сильно намокает, попадает под дождь, возникает конденсат. Все перечисленное актуально и для хранения алюминиевых деталей, потому лучше всего складывать их в крытом, сухом помещении, где нет риска намокания.
Нитевидная коррозия
Часто алюминиевые изделия окрашиваются, чтобы увеличить уровень защиты от коррозии и не допустить контакта с катализаторами окисления.
Но если нанести лакокрасочное покрытие с нарушениями, не зачистить поверхность материала, оставить на нем дефекты, велик риск возникновения нитевидной коррозии.
Скорость коррозии алюминия в таком случае будет достаточно высокой. Сама она проявляется в появлении на металле продольных полос, толщина которых составляет не более 0,5 мм.
Коррозия под напряжением
По сравнению с другими описанными случаями, такая проблема встречается не так часто. Но ее опасность в том, что могут быть поражены даже высокопрочные сплавы.
Причина – длительное использование алюминия под сильной нагрузкой, которая в ряде случаев может превышать предельно допустимые значения.
Если проблему не пресечь, на металле появятся трещины, он постепенно потеряет свою прочность, срок эксплуатации значительно сократится.
Межкристаллическая коррозия
Если рассмотреть алюминий под микроскопом, можно заметить его зернистую структуру. При таком варианте поражения, ржавчина начинает появляться на границе таких зерен.
Это не слишком распространенный тип повреждений. Чаще всего он встречается, когда в сплав попадает большое количество кремния и структура постепенно начинает меняться.
Подповерхностная коррозия
Еще один тип проблемы сплавов с высокой прочностью. В этом случае металл оказывается поражен в подповерхностном слое. Может произойти отслоение, возникнут иные проблемы. Использовать даже такое изделие будет уже нельзя.
Особенности влияния среды на состояние алюминия
Стойкость алюминия к коррозии во многом зависит от того, в какой среде используется материал. Внешние условия оказывают значительное влияние на качество сплава. Рассмотрим основные факторы и варианты агрессивных сред.
Воздух
Вариант защиты алюминия от коррозии будет отличаться в зависимости от того, в какой среде он используется. Есть несколько основных факторов, влияющих на вероятность возникновения проблемы и потенциальную скорость ее прогрессирования:
- Уровень влажности среды. Материал может спокойно переносить периодическое намокание в том случае, если общий уровень влажности в остальное время будет в норме. Если же степень составляет 80% и более, риск ржавения значительно усиливается.
- Состав атмосферы. Чем больше примесей есть в воздухе, тем быстрее начинает ржаветь цветмет. Особенно опасным является повышенная концентрация сульфатов – это часто наблюдается в промышленных зонах. Также скорость распространения коррозии усиливается когда в воздухе распылены хлориды, потому обостряться ситуация может в прибрежных территориях.
- Количество электролита на поверхности. В случае, если материал сильно намокает и долго находится в таком положении, велик риск что он начнет ржаветь.
Почва
Грунт представляет угрозу для любого металла. Есть несколько факторов, которые могут усугубить такую проблему:
- Высокий уровень рН.
- Сильная электропроводимость.
- Степень влажности.
- Наличие микроорганизмов, производящих сероводород.
- Однородность грунта и количества воздуха в нем.
Если в почве есть блуждающие токи, она неоднородна, присутствует большое количество кислорода, опасность возрастает.
Вода
Коррозия алюминия в воде начинается в том случае, если химический состав оказывается катализатором. Среди основных катализаторов:
- Большое процентное содержание хлоридов.
- Высокая концентрация тяжелых металлов.
- Содержание магния в сплаве более 2,5%.
- Добавление меди в сплав.
Алюминиевые изделия могут применяться в разных условиях, как в пресной, так и в морской воде. Главное – обратить внимание на состав сплава и исключить нахождение рядом элементов из нержавеющей или оцинкованной стали.
Щелочь
Коррозия алюминия в кислой среде, в местах с высоким содержанием щелочей очень распространена.
Потому нужно проявлять особое внимание в случае использования таких конструкций на стройках, там, где есть риск разбрызгивания строительных растворов.
В частности, очень высоким содержанием щелочи обычно отличается бетон.
Методы защиты материалов от коррозии
Алюминий относится к типу сплавов, которые хорошо переносят опасность появления коррозии в разных условиях – в почве, на открытом воздухе, при контакте с водой.
Три рекомендации, помогающие значительно увеличить степень защищенности материала:
- Учет особенностей сплава и области использования. В зависимости от типа среды разные элементы в сплаве могут выступать как дополнительные катализаторы коррозии. Так повышенное содержание меди может увеличить риск проблем при контакте с морской водой.
- Исключение неблагоприятного соседства. В частности, не стоит использовать рядом изделия, материалы которых могут создавать с алюминием катодно-анодные связи.
- Нанесение специальных покрытий. Они не допускают контакта между основным сплавом и факторами провоцирующими возникновение ржавчины. Используются различные мастики, порошковые, анодно-оксидные покрытия. Важно также учитывать условия их нанесения и правильно готовить поверхность для наращивания степени адгезии.
В случае если проблема все-таки возникнет, можно будет решить вопрос как удалить коррозию с алюминия.
Для этой цели применяется механическая очистка, специальные составы-ингибиторы, которые могут значительно увеличить степень защищенности и не допустить дальнейшего распространения повреждений.
