Corrosie van aluminium en zijn legeringen. Methoden voor het bestrijden en beschermen van aluminium tegen corrosie

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-02 14:00

Hoewel aluminium een non-ferro metaal is en, vergeleken met gewoon staal, relatief duur is, wordt het veel gebruikt door de mens. Dit duurzame en lichtgewicht materiaal kan worden gebruikt in het dagelijks leven, in de bouw en in de productie. De chemische formule van aluminium in het periodiek systeem ziet er als volgt uit: Al.

Is het gecorrodeerd

Roest aluminium, zoals je weet, heel langzaam. In dit opzicht zijn ijzer en staal er in ieder geval niet mee te vergelijken. De weerstand van aluminium tegen corrosie wordt voornamelijk verklaard door het feit dat zich onder normale omstandigheden een dunne beschermende oxidefilm op het oppervlak vormt. Hierdoor wordt de chemische activiteit van aluminium sterk verminderd.

Factoren die de roestbestendigheid beïnvloeden

Aluminium is bestand tegen corrosie, maar in sommige gevallen kan het door oxidatie toch vrij snel beginnen af te breken. Dit gebeurt meestal wanneer de film om de een of andere reden is beschadigd of het onmogelijk is om deze te vormen.

Meestal verliest aluminium zijn externe dunne bescherming onder invloed van zurenof alkaliën. Gewone mechanische schade kan ook de vernietiging van de film veroorzaken.

Soorten corrosie

Na de vernietiging van de film beginnen Al en zijn legeringen te roesten, dat wil zeggen, zelfvernietiging, zoals veel andere metalen. Dit kan aluminium en corrosie blootstellen:

1. Chemisch. In dit geval vindt roesten plaats in een gasvormige omgeving zonder water. In dit geval wordt het oppervlak van het aluminiumproduct gelijkmatig over het hele gebied vernietigd.
2. Elektrochemisch. Corrosie van aluminium vindt in dit geval plaats in een vochtige omgeving.
3. Gas. Dit type corrosie treedt op wanneer aluminium in direct contact komt met een chemisch agressief gas.

De vergelijking voor aluminiumcorrosie (zuurstofoxidatie) in lucht is als volgt: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

De chemische formule van de oxidebeschermende film is AL₂O_3.

legeringen

De meest corrosiebestendige variant is technisch aluminium. Dat wil zeggen, bijna puur 90% metaal. Aluminiumlegeringen zijn helaas veel vatbaarder voor roest. Er wordt aangenomen dat magnesiumverontreinigingen de corrosieweerstand van dit metaal het minst verminderen, en koperverontreinigingen vooral.

Mg-Al legeringen

Dergelijke materialen worden veel gebruikt in de bouw-, voedings- en chemische industrie. Ze worden ook heel vaak gebruikt in de machinebouw. Er wordt aangenomen dat dergelijke materialen zeer geschikt zijn voor de constructie van constructies,blootgesteld aan zeewater.

In het geval dat magnesium niet meer dan 3% in de samenstelling van de legering is, zal het bijna dezelfde anticorrosieve eigenschappen hebben als technisch aluminium. Magnesium in een dergelijke legering is in vaste oplossing en in de vorm van Al8Mg5-deeltjes die gelijkmatig door de matrix zijn verdeeld.

Als de legering meer dan 3% van dit metaal bevat, beginnen Al8Mg5-deeltjes eruit te vallen, voor het grootste deel, niet binnen de korrels, maar langs hun grenzen. En dit heeft op zijn beurt een zeer negatief effect op de corrosiewerende eigenschappen van het materiaal. Dat wil zeggen dat het product veel minder bestand is tegen roest.

Magnesium- en siliciumlegeringen

Dergelijke materialen worden het vaakst gebruikt in engineering en constructie. Mg2Si maakt legeringen van deze variëteit erg sterk. Soms is koper ook een onderdeel van dergelijke elementen. Het wordt ook in de legering gebracht om te harden. Koper wordt echter in zeer kleine hoeveelheden aan dergelijke materialen toegevoegd. Anders kunnen de corrosiewerende eigenschappen van de aluminiumlegering sterk worden verminderd. Interkristallijn roest daarin begint al met de toevoeging van meer dan 0,5% koper.

Ook kan de gevoeligheid voor corrosie van dergelijke materialen toenemen met een ongerechtvaardigde toename van de hoeveelheid silicium in hun samenstelling. Deze stof wordt aan aluminiumlegeringen toegevoegd, meestal in zodanige verhoudingen dat er na de vorming van Mg2Si niets overblijft. Silicium in zijn pure vorm bevat slechts enkele materialen van deze variëteit.

Corrosie van aluminium enzijn zinklegeringen

Al roest, zoals reeds vermeld, langzamer dan zijn legeringen. Dit geldt ook voor materialen van de Al-Zn-groep. Er is veel vraag naar dergelijke legeringen, bijvoorbeeld in de vliegtuigindustrie. Sommige soorten kunnen koper bevatten, andere niet. In dit geval is het eerste type legeringen natuurlijk beter bestand tegen corrosie. In dit opzicht zijn Al-Zn-materialen vergelijkbaar met magnesium-aluminium.

Legeringen van deze variëteit met toevoeging van koper vertonen tekenen van enige instabiliteit om te roesten. Maar tegelijkertijd worden ze vernietigd door corrosie, ze zijn nog steeds langzamer dan die gemaakt met magnesium en Cu.

Basismanieren om met roest om te gaan

Natuurlijk kan de corrosiesnelheid van aluminium en zijn legeringen ook kunstmatig worden verminderd. Er zijn maar een paar manieren om dergelijke materialen te beschermen tegen roesten.

Het is bijvoorbeeld mogelijk om het contact van dit metaal en zijn legeringen met de omgeving uit te sluiten door verfmaterialen te verven. Ook wordt vaak een elektrochemische methode gebruikt om aluminium te beschermen tegen roesten. In dit geval wordt het materiaal bovendien bedekt met een laag actiever metaal.

Een andere manier om Al te beschermen tegen roesten is oxidatie onder hoge spanning. Ook kan een poedercoattechniek worden toegepast om corrosie van aluminium te voorkomen. Wordt natuurlijk gebruikt om het te beschermen, en roestremmers.

Hoe oxidatie wordt gedaan

Met deze techniek worden aluminium en zijn legeringen vaak beschermd tegen corrosie. Presterenoxidatie onder een spanning van 250 V. Met deze techniek wordt een sterke oxidefilm gevormd op het oppervlak van een metaal of zijn legering.

Beïnvloeding van het materiaal door stroom vindt in dit geval plaats door middel van waterkoeling. Bij lage temperaturen, als gevolg van stress, wordt een film op het oppervlak van aluminium gevormd, zeer sterk en dicht. Als de procedure bij hoge temperaturen wordt uitgevoerd, blijkt deze vrij los te zijn. Aluminium dat in een dergelijke omgeving wordt verwerkt, heeft extra bescherming nodig tegen contact met lucht (schilderen).

Bij gebruik van deze technologie wordt het product eerst ontvet in een oplossing van oxaalzuur. Het aluminium of de legering wordt vervolgens in alkali gedompeld. Vervolgens wordt het metaal beïnvloed door stroom. In de laatste fase, als de oxidatie werd uitgevoerd bij een voldoende hoge temperatuur, wordt het materiaal bovendien geverfd door onderdompeling in zoutoplossingen en vervolgens behandeld met stoom.

LMB gebruiken

Deze methode wordt, net als oxidatie, vaak gebruikt om aluminium te beschermen tegen roest. Dergelijk materiaal kan worden geverfd met een droge, natte of poedermethode. In het eerste geval wordt aluminium eerst behandeld met een samenstelling die zink en strontium bevat. Verder wordt de LKM zelf op het metaal aangebracht.

Bij gebruik van de poedermethode wordt het werkoppervlak voorontvet door onderdompeling in alkalische of zure oplossingen. Verder worden chromaat-, zirkonium-, fosfaat- of titaniumverbindingen op het product aangebracht.

Gebruikisolatoren

Heel vaak worden andere metalen stimulerende middelen voor het ontstaan van corrosieprocessen in aluminium en zijn legeringen. Dit gebeurt meestal bij direct contact van producten of hun onderdelen. Om te voorkomen dat aluminium gaat roesten, worden in dit geval speciale isolatoren gebruikt. Dergelijke pakkingen kunnen worden gemaakt van rubber, paroniet, bitumen. Ook in dit geval kunnen vernissen en verven worden gebruikt. Een andere manier om aluminium te beschermen tegen corrosie in contact met andere materialen is om het oppervlak te coaten met cadmium.

Het is vooral belangrijk om ervoor te zorgen dat aluminium onderdelen in verschillende mechanismen en samenstellingen worden geïsoleerd tegen direct contact met koper. Er wordt ook aangenomen dat niet alleen onderdelen van Al moeten worden beschermd tegen contact met andere metalen. In termen van corrosiebestendigheid is ijzer veel inferieur aan aluminium, zoals bijvoorbeeld staal. Daarom worden dergelijke metalen en enkele andere vaak op een speciale manier beschermd. De materialen zijn eenvoudig bedekt met een beschermende aluminium laag. Natuurlijk moeten dergelijke producten ook worden beschermd tegen contact met koper of andere metalen.