Metalo apsauga nuo rūdžių

METALŲ KOROZIJA
BENDRAS SUPRATIMAS APIE KOROZIJĄ

Metalo korozija - tai aplinkos (dujų, drėgmės, agresyvių medžiagų) veikiamų metalų ir jų lydinių cheminis ar elektrocheminis irimas. Tipiškiausia korozija - geležies rūdijimas. Kiti metalai (chromas, aliuminis) koroduojami apsitraukia plona, standžia deguonies nepraleidžiančia plėvele, kuri saugo metalą nuo tolimesnės korozijos.

Realusis korozijos greitis priklauso nuo daugialio veiksnių : metalo paviršiaus struktūros ir būsenos, temperatūros, korozinės aplinkos ir judėjimo greičio, medžiagos mechaninių savybių, įtempimų ir t.t.
  KOROZIJOS RŪŠYS

Atsižvialgiant į metalo irimą, skiriama vietinė ir ištisinė korozija. Vietinės korozijos pakenktame metalo paviršiuje yra nedidelių koroduotų plotelių arba taškelių (pitingų), kristalų sąlyčio vietoje plyšių ir k.t. Ištisinė korozija vyksta visame metalo paviršiuje.

Pagal koroziją sukeliančius veiksnius, korozija skirstoma į cheminę ir elektrocheminę. Cheminė korozija dažniausiai vyksta, kai metalas yra sąlytyje su sausomis dujomis (deguonimi, sieros oksidais, halogenais) arba elektrai nelaidžiais skysčiais (nafta, kaikuriais sintetiniais junginiais). Su ja susiduriama kalant, štampuojant, valcuojant metalus aukštoje temperatūroje.

Plienas ir ketus ypač smarkiai oksiduojasi kaitinami ore arba veikiami degimo produktų aukštesnėje kaip 600 oC temperatūroje. Oksidavesis paviršius apsitraukia degenomis. Jų sudėtis priklauso nuo temperatūros. Kad būtų atspariasni korozijai, angliniai plienai paprastai oksiduojami ne aukštesnėje kaip 570 oC temperatūroje. Tada plieno paviršius apsitraukia magnetito sluoksniu, pasižyminčiu geromis apsauginėmis ypatybėmis nelabai agresyvioje aplinkoje.

Vykstant dujinei ketaus korozijai, kartais padidėja gaminių tūris. Šis reiškinys vadinamas “ ketaus augimu “. Jį skatina silicio, aliuminio ir nikelio priemaišos.

Benzinas, destiliuojant naftą, paprastai metalų neveikia. Krekingo benzinas, liesdamasis su daugialiu metalų, (pvz., Su Fe, Cu, Zn), oksiduojasi, todėl padidėja jo rūgštingumas ir metalai pradiada koroduoti.

Kai metalo paviršiuje yra vandens vyksta intensyvi elektrocheminė metalų korozija. Koroziniai elementai susidaro dėl metalo arba jo aplinkos nevienalytiškumo, dėl metalinių ir nemetalinių priemaišų, oksidų, ir kitų metalų dangų, dėl skirtingų elektrolito koncentracijų, temperatūros ir skirtingų tempimo įtempimų metalo paviršiuje. Koroziniuose elementuose anodas būna metalas, kuriame vyksta korozija, katodas - besiliečiantis metalas, oksidai, elektrai laidžios priemaišos irk.t.
  METALŲ APSAUGA NUO KOROZIJOS

Visame pasaulyje skiriama daug dėmesio metalų apsaugai nuo korozijos nes dėl jos patiriami metalo nuostoliai per metus sudaro apie 10% - 12%, viso išlydomo metalo kiekio. Kadangi korozijos priežastys ir rūšys labai įvairios tai nėra universalaus metodo metalui nuo jos apsaugoti. Reikia atsižvelgti į sąlygas, kuriose metalinės detalės dirba. Toliau aptariami kai kurie metodai korozijai sumažinti.

Metalo parinkimas ir jo apdirbimas. Norint apsaugoti nuo korozijos reikia tinkamai parinkti metalą. Yra daug metalų kurie ne tik atsparūs korozijai bet ir pasižymi geromis mechaninėmis ypatybėmis (pvz., nerūdijantys, kaitrai atsparūs plienai, spalvotieji metalai ir jų lydiniai)

Labai svarbu ir tinkamas metalo apdirbimas. Netinkamai jį apdirbus, gali paspartėti korozija (pvz., austenitinių plienų tarpkristalinė korozija). Korozijos priežastis gali būti struktūriniai suvirinto metalo pokyčiai, nes nevienalytėje struktūroje susidaro potencialų skirtumas. Metalas tuo atsparesnis korozijai, kuo jis vienalytiškesnis ir kuo mažiau jame teršalų.

Konstrukcijos parinkimas. Korozija priklauso nuo gaminių konstrukcijos, ypač kai juos veikia atmosfera. Konstrukcijos dalys turi būti gerai prieinamos, kad būtų galima išvalyti arba perdažyti.

Labai svarbu, kad nesusiliestų (nekontaktuotų) skirtingų potencialų metalai, ypač konstrukcijose, kurios eksploatuojamos agresyvioje aplinkoje.

Metalo paviršiaus apdirbimas. Kuo glotnesnis paviršius, tuo atsparesnis metalas korozijai. Ant šiurkštaus paviršiaus nusėdusių dulkių kaupiasi drėgmė, sukelianti koroziją, sunkiau susidaro apsauginės oksidų plėvelės. Kai kurie mechaninio apdirbimo būdai labai veiksmingi kovojant su korozijos reiškiniais. Tai, pavyzdžiui, paviršiaus kietinimas šratasraute mašina, poliravimas besisukančio minkšto veltinio disku patepant poliravimo pastatą.

Metalų paviršiu dengimas korozijai atspariomis medžiagomis. Tai vienas veiksmingiausių ir dažniausių kovos su korozija būdų. Parenkat dengiamąją medžiagą, atsižvelgiama į tai, kokį korozinį, mechaninį ir šiluminį poveikį patirs metalo gaminys. Be to, atsižvelgiama į jo formą, matmenis didumą, taip pat kainą.

Metalų paviršiaus apsaugai nuo korozijos naudojamos šios apsauginės dangos: metalo (aliuminio, kadmio, chromo, vario, nikelio, cinko ir kt.), metalo junginių (oksidų, oksidų chromatų, fosfatų ir kt.), ir nemetalų (tepalų, lakų, dažų, dervų, gumos, emalio, keramikos ir kt.).

Metalo dangos daromos įvairiai: galvaninių, cheminiu, termodifuziniu, karštuoju, mechaniniu terminiu. Cheminiu nusodimo būdu dažniausiai sudaroma nikelio danga. Ji nusodinama redukuojant nikelio jonus natrio arba kalio hipofosfitu, panardinant detalę į spec. tirpalus ir ją išlaikius jame. Ši danga neakyta, o pakaitinta iki 600 oC temperatūros būna tokia pat kieta kaip ir chromo danga; be to, ši danga atspari korozijai. Termodifuzinis būdas pagrįstas apsauginio metalo difuzija į dengiamąjį metalą aukštoje temperatūroje. Plieno gaminiai dengiami aliuminiu, siliciu ir chromu. Paprastesnis dangų padengimo būdas - metalizavimas. Dažniausiai metalizuojama cinku, aliuminiu, variu ir nerūdijančiu plienu. Plienui apsaugoti nuo atmosferinės korozijos pakanka 0.01 -0.05 mm storio cinko dangos.

Karštuoju būdu dangos daromos įmerkiant gaminį į išlydytą metalą. Šitaip dengiamas plienas išlydytu cinku (cinkuota skarda, viela) ir kt. Mechaniniu terminiu būdu (plakiravimo būdu) dengiamojo metalo paviršius karštai valcuojant arba presuojant padengiamas apsauginio metalo lakštais. Tarp besiliečiančių abiejų metalų vyksta difuzija, dėl to jie sukimba. Galvaninis ir metalizavimo būdai bus nagrinėjami išsamiau.