Alumīnijs ir materiāls, ko cilvēki bieži izmanto rūpniecībā un savām vajadzībām. Šāds metāls ir elastīgs, kā arī izturīgs pret ārējām ietekmēm. Tas ir netoksisks un drošs cilvēku veselībai. Sudraba krāsa ļauj metālu izmantot dažādiem mērķiem. Tā ir rūpniecība un vietējā sfēra.
Strādājot rūpniecībā, cilvēki bieži domā, vai alumīnijs nerūsē. Ikviens zina, ka, ja uz loksnes parādās bojājumi, var attīstīties korozija. Jums vajadzētu noskaidrot, kāpēc alumīnijs rūsē savādāk nekā citi sakausējumi. Jānoskaidro cēloņi, kāpēc tā rūsē. Par to visu un vairāk lasiet mūsu šodienas rakstā.
Properties
Pētīsim alumīnija īpašības. Aprakstītais metāls kūst 659 grādu temperatūrā pēc Celsija. Vielas blīvums ir 2,69103 kg/cm3. Alumīnijs pieder aktīvo metālu grupai. Izturība pret korozijuir atkarīgs no vairākiem faktoriem:
- Sakausējuma tīrība. Dažādu iekārtu ražošanai tiek ņemts metāls, kas izceļas ar tā tīrību. Tas nedrīkst saturēt dažādus piemaisījumus. Plaši izplatītais alumīnija zīmols AI1, kā arī AB2.
- Alumīnija vide.
- Kāda ir piemaisījumu koncentrācija alumīnija vidē.
- Temperatūra.
- Vides pH ir liela ietekme. Jums jāzina, ka alumīnija oksīds var veidoties, ja pH ir no 3 līdz 9. Vidē, kur uz alumīnija loksnes virsmas uzreiz parādās oksīda plēve, korozijas procesi neattīstīsies.
Kā alumīnijs ir aizsargāts pret koroziju?
Citu metālu sakausējumi ir pakļauti rūsai. Tas parādās diezgan ātri. Ja alumīnijam radīsi noteiktus nosacījumus, tad tas nesabruks daudzus gadus. Lai aizsargātu alumīniju no korozijas, uz tā tiek izveidota īpaša plēve. Tas uzklāj plānu kārtu, kas ir no 3 līdz 30 nanometriem. Tas sastāv no līdzīga alumīnija oksīda pārklājuma.
Plēve ir izturīga un sniedz metālam papildu aizsardzību no ārējām negatīvām ietekmēm. Pateicoties šim slānim, gaiss un mitrums neietilpst materiāla struktūrā. Ja tiek pārkāpta oksīda pārklājuma integritāte, sākas alumīnija korozijas process. Metāls zaudē savas īpašības.
Korozijas cēloņi
Runājot par jautājumu, vai alumīnijs nerūsē, ir jādomā par cēloņiem, kas izraisa koroziju. Var dažādi ārēji faktoripaātrināt šo procesu. Alumīnija rūsas cēloņi var būt šādi:
- Mijiedarbība ar jebkuru skābi vai sārmu.
- Mehāniskais spiediens. Piemēram, berze vai spēcīgs trieciens, pēc kura metāla augšējā slānī parādās skrāpējums.
- Ir industriālie rajoni. Tajos degvielas sabrukšanas produkti ietekmē oksīda plēvi un iznīcina to. Metāls sāk bojāties. Līdzīga situācija ir arī lielpilsētās, kur degvielas sabrukšanas produkti mijiedarbosies ar sēru, kā arī ar oglekļa oksīdiem. Līdzīgs process iznīcina plēvi uz alumīnija. Pēc šāda veida ārējas ietekmes alumīnijs korodē.
- Jāatceras, ka hlors, fluors, kā arī broms un nātrijs var izšķīdināt metāla aizsargslāni.
- Ja uz metāla nokļūst celtniecības maisījumi, tas ātri sāk bojāties. Šajā gadījumā cements negatīvi ietekmē alumīniju.
- Vai ūdens nerūsē alumīniju? Ja tas nokļūst uz loksnes, metāls var tikt pakļauts korozijas procesiem. Ir svarīgi noskaidrot, kuram šķidrumam ir ietekme. Daudzi izmanto īpašu sakausējumu, kas nerūsē no ūdens. To sauc par duralumīniju. Unikālais sakausējums tiek izmantots kopā ar varu, kā arī ar mangānu.
Kas ir elektroķīmiskā korozija un vai tā var būt uz alumīnija loksnes?
Visbiežāk elektroķīmiskās korozijas parādīšanos provocē galvaniskie pāri. Bojājumi parādās divu dažādu sakausējumu krustpunktā. Šajā gadījumā rūsa būs skaidri redzama. Svarīgs punktsir tas, ka tikai viens metāls sabojājas, bet otrs ir korozijas procesa sākuma avots. Lai nebaidītos no elektroķīmiskās korozijas, jāizmanto magnija sakausējums. Elektroķīmiskās rūsas dēļ eksperti neiesaka lietot parasto dzelzi saskarē ar alumīnija korpusu.
Kādi faktori var palēnināt procesu?
Ir vairāki faktori, kas palēnina alumīnija korozijas procesu, un daži no tiem aptur šo parādību. Izšķir:
- Lai saglabātos alumīnija pretkorozijas īpašības, nepieciešams saglabāt skābju-bāzes līdzsvaru. Diapazonam ir jābūt no sešām līdz astoņām vienībām.
- Tiek uzskatīts, ka tīrs metāls bez piemaisījumiem labāk iztur agresīvu vidi. Zinātnieki ir veikuši eksperimentus. Pēc rezultātiem var teikt, ka tīri alumīnija sakausējumi (90%) ir vairāk pakļauti korozijai nekā sakausējums, kas satur 99% šīs vielas. Pirmā opcija korozējas 80 reizes ātrāk nekā otrais sakausējums.
- Lai metāls ilgāk nezaudētu savas īpašības agresīvā vidē, tas tiek apstrādāts ar speciālu krāsu. Jūs varat izmantot polimēru kompozīciju. Pēc apstrādes parādās papildu aizsargslānis.
- Ja ražošanas laikā sakausējumam pievienosiet 3% mangāna, būs iespējams izvairīties no alumīnija korozijas.
Kādos apstākļos sākas alumīnija iznīcināšana gaisā
Daži cilvēki domā, vai alumīnijs nerūsē gaisā. Ja oksīda plēve uz augšējāsmetāla slāni, var sākties korozijas process. Tā rezultātā var parādīties rūsa. Plēves augšanai svaigā gaisā ir tendence palēnināties. Jāatceras, ka alumīnija oksīdam ir laba saķere ar metāla virsmu.
Ja loksne tiek glabāta noliktavā, tad plēve būs no 0,01 līdz 0,02 mikroniem. Ja metāls saskaras ar sausu skābekli, tad oksīda plēves biezums uz virsmas būs no 0,02 līdz 0,04 mikroniem. Ja alumīnijs tiek pakļauts termiskai apstrādei, mainās plēves biezums. Tas būs vienāds ar 0,1 µm.
Alumīnijs tiek uzskatīts par pietiekami izturīgu, lai to izmantotu ārpus telpām. Piemēram, to izmanto lauku apvidos, kā arī attālos rūpniecības rajonos.
Kā ūdens ietekmē aprakstīto metālu?
Alumīnija korozija ūdenī var rasties, bojājot virsējo slāni un aizsargplēvi. Šķidruma augstā temperatūra veicina metāla ātru iznīcināšanu. Ja alumīniju ievieto saldūdenī, korozijas procesi praktiski netiks novēroti. Ja paaugstināsiet ūdens temperatūru, izmaiņas nevar pamanīt. Kad šķidrums tiek uzkarsēts līdz 80 grādu un augstākai temperatūrai, metāls sāk bojāties.
Alumīnija korozijas ātrums palielinās, ja ūdenī nonāk sārms. Aprakstītais metāls ir ļoti jutīgs pret sāli. Tāpēc jūras ūdens viņam ir postošs. Lai izmantotu šo metālu jūras ūdenī, šķidrumam jāpievieno magnijs vai silīcijs. Ja izmantojat alumīnija loksni, sastāvākurā ir varš, tad sakausējuma korozija noritēs daudz ātrāk nekā tīrai vielai.
Vai sērskābe ir bīstama alumīnijam?
Cilvēki brīnās, vai alumīnijs sērskābē nerūsē. Šāda skābe ir potenciāli bīstama sakausējumiem. Tam ir izteiktas oksidējošas īpašības. Tie iznīcina oksīda plēvi un paātrina metāla koroziju.
Interesants ir tas, ka koncentrēts aukstais sērs neietekmē alumīniju. Ja alumīniju karsē, tad var sākties metāla korozijas procesi. Šajā gadījumā parādās sāls, to sauc par alumīnija sulfātu. Tas šķīst ūdenī.
Alumīnija izturība pret slāpekļskābi
Aprakstītajam metālam ir raksturīga paaugstināta pretestība, kad tas nonāk slāpekļskābes šķīdumā. To bieži sintezē, lai iegūtu koncentrētu slāpekļskābi.
Kuras vielas neietekmē alumīniju?
Nebaidieties no korozijas procesiem, ja alumīnijs nonāk saskarē ar citronskābi. Arī ābolskābe un augļu sula nemainīs tās sakausējuma īpašības. Eļļai ir neliela ietekme uz sakausējumiem, kas satur alumīniju.
Vai metāls nerūsīs, saskaroties ar sārmu?
Neļaujiet alumīnijam nonākt saskarē ar dažādiem sārmiem. Tie viegli iznīcina aizsargplēvi virsējā slānī. Metāls reaģē ar ūdeni, pēc tam sāk izdalīties ūdeņradis. Korozijas process šajā gadījumā notiek ātri. Dzīvsudrabs un varš arī kaitē alumīnija aizsargslānim.
Tāpēc mēs noskaidrojām, vai alumīnijs nerūsē. Kā redzat, tai ne vienmēr ir laba aizsardzība pret koroziju.
