Коррозия магния

Магний – один из металлов, которые потенциально могут подвергаться коррозии. Этот процесс способен негативно повлиять на продолжительность использования изделий, созданных из такого материала. Постепенное накапливание коррозии приводит к потере прочности и полному разрушению.

При использовании изделий, как из магния, так и из сплавов, которые входят в его состав, нужно обязательно учитывать сильные и слабые стороны магния, а также катализаторы коррозии, которые представляют самую высокую опасность в процессе работы с ним.

В этом материале мы рассмотрим, какие особенности коррозии есть у магния, почему начинает разрушаться этот материал, что может замедлить или ускорить процесс. Понимание описываемых механизмов поможет значительно продлить сроки использования продукции из магния и гарантировать, что она окажется по-настоящему долговечной и качественной.

Особенности магния

Магний относится к списку металлов, которые могут использоваться на протяжении длительного времени без вероятности появления на них признаков коррозии. Он отличается очень малым весом при высокой прочности. Это объясняет его обширное применение в авиастроении. Именно закупка для такой ответственной отрасли накладывает дополнительные требования по контролю потенциальной коррозийной активности, которая может протекать внутри материала.

Одна из особенностей магния заключается в том, что среди всех представленных в продаже конструкционных материалов, у него самый низкий электроотрицательный материал. Это позволяет дополнительно расширить его область использования, задействовать сырье в процессе производства протекторов.

Если с участием магния происходит анодное растворение, он переходит в образуемый раствор ионами. Также происходит и водное восстановление с параллельным формированием Mg2+ и Н2.

Среди других особенностей такого материала важной является способность к пассивации. Если многим металлам для запуска такого процесса требуется находиться в контакте с кислородом, то для магния это не является обязательным условием запуска соответствующей реакции.

Особенности протекания коррозийного процесса в магнии

Если коррозия магния все-таки начинает развиваться, во время ее протекания наблюдается стремительное выделение водорода. Это дает возможность говорить про водородную деполяризацию. Сам по себе кислород оказывает довольно небольшое воздействие, как на активацию коррозийного процесса, так и на скорость его протекания и другие особенности.

Это положительно отражается на доступности использования материала в условиях открытого воздуха.

Катализатором появления коррозии в воздушной среде становится высокая температура. Если присутствует нагрев, температура все-таки потенциально может запустить. Но обычно скорость такого разрушения не слишком высокая, его можно заранее заметить и принять нужные защитные меры.

Еще одна особенность протекания окисления – вероятность возгорания под воздействием этого процесса. Огонь может появиться только в том случае, если металл находится в расплавленном состоянии. Каких-то дополнительных катализаторов для процесса не требуется – он запускается сам.

Среди важных свойств магния также можно назвать и его стабильность, защищенность от коррозии при контакте с некоторыми кислотами. К ним относятся такие, как хромовая и плавиковая.

Но при рассмотрении вопроса коррозии магния, внешних факторов, которые потенциально могут повлиять на металл, стоит затронуть вопрос степени чистоты материала. Причина в том, что сам магний относится к электроотрицательной группе, так что примеси могут сильно поменять все главные свойства.

Хороший пример зависимости коррозии от степени чистоты материала – случай контакта технического и очищенного магния с морской водой. Так как первый тип сплава имеет большое количество посторонних включений, велик риск, что во время использования он начнет ржаветь – при контакте с водой процесс ускоряется в 100-500 раз в зависимости от степени чистоты материала.

Если же была проведена очистка по всем требованиям, то морская вода уже не будет представлять столь сильной угрозы – скорость коррозии возрастает в два-три раза. И все перечисленное аналогично для всех типов агрессивных сред, в которых потенциально может оказаться подобный металл.

Технический магний и риск развития коррозии

Как мы уже отметили, большое значение имеет именно степень чистоты материала, который применяется в промышленности или других сферах. При заказе магния стоит сразу уточнить у поставщика, насколько он чистый, а также какие посторонние примеси присутствуют в составе.

Наиболее загрязнен посторонними включениями так называемый технический магний. Несмотря на то, что Mg все еще составляет основу и находится на первом месте по степени концентрации, в составе также встречается и целый ряд примесей. Наиболее распространенные среди них такие, как:

• Никель.
• Железо.
• Цинк.
• Марганец и многие другие.

Пока не будет четкого представления о том, что и в каком количестве было смешано с магнием, нельзя прогнозировать вероятность развития коррозии, скорости ее протекания, потенциальных факторов, которые могут как повысить, так и снизить риск такого явления.

Именно посторонние примеси обычно реагируют на внешние агрессивные среды. Как показывает практика, наиболее опасный компонент – железо. Если в составе технического магния его много, коррозия будет возникать быстро и стремительно распространится по всей детали, станет причиной, по которой придется полностью отказаться от ее использования.

Менее опасны для применения варианты материала, в которых наблюдается большое содержание цинка и марганца. Такое сырье также распространено в промышленной сфере, хотя и ценится не так высоко, как более чистые разновидности. Возникновение и протекание коррозии также вероятны, но при этом оказываются значительно менее быстрыми.

Еще одно интересное свойство примесей – их способность компенсировать друг друга. К примеру, введенный в состав марганец провоцирует более быстрое осаждение железа, в результате чего скорость коррозии становится значительно меньше. Причина заключается в том, что два этих элемента составляют нерастворимое соединение, которое потенциально может создавать осадок в виде шлама.

Примеси также делают сложнее обработку, ограничивают использование некоторых типов сварки. Это стоит учитывать при планировании проведения работ, потому что есть риск, что шов станет неровным, либо сформируется внутренняя межкристаллическая коррозия, которой на протяжении длительного времени не будет видно.

Именно оценка текущего состояния магния, его состава и коррозийных свойств каждого отдельного элемента помогает разработать оптимальный набор средств по защите материала. Таким образом будет обеспечена успешная, продолжительная эксплуатация металла, а также не допущено его постепенное разрушение в связи с коррозионными факторами.

Опасные среды для магния

При использовании магния стоит обратить внимание не только на его состав, но и на то, в какой именно среде применяется такой материал. Причина в том, что есть масса внешних факторов, которые могут оказать сильное негативное давление на материал, стимулировать процесс его окисления и разрушения значительно быстрее.

Среди наиболее опасных сред есть такие, как:

• Морская вода. Материал лучше не подвергать контакту с морской водой без использования правильной дополнительной защиты. Это относится как к омыванию водой, так и к постоянному нахождению в ней. Особенно опасно применение в контакте с другими металлами внутри морской воды. Реакция при этом протекает по формуле MgO + H2O > Mg(OH)2, все пассивационные свойства материала постепенно нейтрализуются.
• Бензин. Многое в реакции, формировании и распространении коррозии погруженного в бензин магния зависит именно от того, какой состав у этого горючего. Самый высокий риск возникновения опасности представляет применение бензина с повышенным уровнем содержания свинца.
• Кислоты и кислые соли. Опасность при этом представляют как органические, так и неорганические кислоты, которые могут довольно быстро ликвидировать слой оксидов, который формируется на поверхности материала. При этом катализаторы окисления получают быстрый доступ к сырью, начинают его стремительно разрушать. Дополнительные внешние и внутренние факторы, такие, как повышенные температуры, давление, использование детали в напряженном состоянии только дополнительно увеличивают скорость такого процесса. Сама реакция протекает по формуле MgO + 2HCl(разб.) > MgCl2 + H2O.
• Вода. Хотя сам по себе магний показывает достаточно высокую коррозийную стойкость, как при периодическом попадании на поверхность воды, так и при постоянном контакте с ней, стоит проявить осторожность, если в жидкости есть ионы тяжелых металлов. Чем выше их концентрация, тем больше риск, что материал придет в негодность. Поверхностная коррозия при этом очень быстро проникает внутрь материала, начинает уничтожать его изнутри.
• Хладон. Условия использования магния таковы, что в ряде случаев ему приходится контактировать с хладоном (CCl2F2). Само по себе такое соединение не представляет большой опасности, но, если оно по каким-то причинам оказывается смешано с водой, потенциальные риски значительно увеличиваются. Стоит сразу обратить внимание, есть ли риск присутствия жидкости в хладоне, потому что продолжительность эксплуатации детали станет значительно меньше, возрастут затраты на покупку новой и проведение замены.
• Метанол. Особенно большую опасность для магния представляет контакт с безводным метанолом. Он может довольно быстро нейтрализовать оксидную пленку, которая в обычной ситуации обеспечивает эффективную постоянную защиту материала от внешних негативных факторов.

Как мы уже отмечали, многое зависит от того, в каком варианте сплава магний поставляется именно к нам. Статистика показывает, что большинство современных сплавов имеют около 10% алюминия и 3% цинка. Это позволяет сделать состав достаточно стойким, чтобы его можно было свободно использовать, как при контакте с водой, так и с почвой. При этом не стоит забывать и о современных методах дополнительной защиты материала от потенциального повреждения.

Безопасные среды

Кроме потенциально-опасных условий использования магния, также стоит обратить внимание и на области, в которых риски находятся на минимальном уровне. К ним относятся такие, как:

• Воздух. Часто можно слышать о том, что магний доступен для свободного использования на открытом воздухе. Но не стоит забывать, что корректно это исключительно для материалов с высокой степенью чистоты. Технический маний на открытом воздухе может довольно быстро начать ржаветь и разрушаться, если не позаботиться и не обеспечить для него подходящего уровня защиты. Еще один опасный фактор при использовании в атмосферных условиях – повышенное давление. Если оно воздействует на материал, стоит быть готовым к тому, что постепенно начнется коррозийное растрескивание. Его скорость отличается в зависимости от силы такого давления, состава материала, наличия дополнительных потенциально-опасных факторов.
• Растворы. Есть большое количество растворов, которые потенциально могут нанести вред магнию. Но исключение составляет ситуация, когда в растворе есть более двух процентов HF. Причина заключается в том, что при попадании в такой раствор материал начинает стремительно создавать пленку под действием химической реакции. Она отличается повышенной стойкостью, состоит из фторида магния и не растворяется.
• Дистиллированная вода. Здесь также стоит обратить внимание на степень чистоты материала. Чем она выше, тем меньше будет угроза того, что коррозия все-таки начнет проявляться.
• Щелочи. Магний относится к списку материалов, которые хорошо показывают себя при использовании в щелочах. При этом важным фактором остается температура. Если она находится на уровне более 60 °С риск коррозии все-таки появляется, причем значительный. Скорость ее протекания будет тем выше, чем выше нагрев щелочного раствора. Концентрация компонентов в составе и чистота материала также имеют очень большое значение.

При использовании изделий из магния вне зависимости от среды и их состава, стоит обратить особенно пристальное внимание на сами факторы появления и распространения коррозии. В зависимости от условий применения определенного материала, степень угрозы может значительно отличаться и этот момент также стоит контролировать.

Коррозия может проявляться по-разному – как точечно на поверхности материала, так и в виде продольных полос, которые возникают на магниевой детали. Со временем разрушение металла становится значительно более сильным, он теряет свою прочность и полностью приходит в негодность.

Как уменьшить риск развития коррозии магния

Существует большое количество опробованных на практике средств, которые помогают значительно увеличить степень защиты от коррозии при использовании произведенных из магния деталей. К основным методам относятся такие, как:

• Исключение контакта с другими металлами. В таком случае удается нейтрализовать развитие анодного и катодного процесса. Если факта контакта все-таки не удается избежать, стоит обратить внимание на особенности состава конкретного варианта материала, наибольшие и наименьшие концентрации внутри него различных категорий веществ, которые потенциально могли бы нанести значительный вред.
• Недопущение контактов с внешними агрессивными факторами, которые провоцируют развитие коррозии. Мы уже перечислили такие факторы. Защититься от них можно как выбором специального материала, который своим составом мог бы нейтрализовать потенциальные угрозы, так и при создании внешних защитных пленок, ограждающих поверхность материала.
• Контроль состава материала. Очень важный фактор – понимание материала, с которым предстоит работать. Нужно отходить от обобщенного определения «магний» и намного более внимательно оценивать то, что именно входит в его состав, какие компоненты потенциально могли бы нанести значительный вред.

Проведем быструю и качественную оцинковку материала

Одним из методов защиты материалов от потенциального развития коррозии является применение горячего цинкования. Этот метод отлично зарекомендовал себя за долгие годы использования, потому что помогает создать на поверхности материала специальную пленку, успешно защитить его от большинства потенциальных рисков, контакта с агрессивной средой.

Наша компания работает с разными категориями заказчиков, быстро выполняет оцинковку даже крупных партий материала. Среди преимуществ обращения к нам:

• Современное оборудование для проведения цинкования. В работе используются такие варианты оборудования, как техника немецко-австрийской фирмы KVK KOERNER и чешской фирмы EKOMOR. Это позволяет гарантировать, что цинкование будет проведено точно в соответствии с требованиями ГОСТ 9.307-89.
• Большие мощности. У нас есть три цеха горячего цинкования, установлена одна из самых глубоких ванн в ЦФО. Производственная мощность предприятия составляет 120 тысяч тонн оцинкованной продукции в год. Мы готовы принять даже срочный заказ и реализовать его с точным соблюдением сроков.
• Большой опыт. В области цинкования компания работает с 2007 года и успела завоевать доверие многих постоянных клиентов.

Мы готовы ответить на все интересующие вас вопросы, рассчитать стоимость выполнения заказа, определить сроки. Чтобы получить развернутую консультацию, достаточно оставить заявку на нашем сайте или позвонить по указанным телефонам.