Η διάβρωση είναι μια διαδικασία κατά την οποία ο σίδηρος υποβαθμίζεται από την παρουσία διαφόρων οξειδωτικών παραγόντων στο περιβάλλον. Η διάβρωση παίρνει πολλές μορφές και μπορεί να έχει πολλές αιτίες. Ένα κοινό παράδειγμα είναι η διαδικασία σκουριάς, κατά την οποία ο σίδηρος οξειδώνεται παρουσία υγρασίας. Η διάβρωση είναι ένα σοβαρό πρόβλημα για τους κατασκευαστές κτιρίων, σκαφών, αεροπλάνων, αυτοκινήτων και άλλων μεταλλικών προϊόντων. Για παράδειγμα, όταν ο σίδηρος χρησιμοποιείται ως μέρος μιας γέφυρας, η δομική ακεραιότητα του σιδήρου, η οποία μπορεί να καταστραφεί από τη διάβρωση, είναι κρίσιμη για την ασφάλεια των ανθρώπων που χρησιμοποιούν τη γέφυρα. Δείτε το Βήμα 1 παρακάτω για να μάθετε πώς να προστατεύετε το σίδηρο από την απειλή διάβρωσης και πώς να επιβραδύνετε το ρυθμό διάβρωσης.
Βήμα
Μέθοδος 1 από 3: Κατανόηση των κοινών τύπων διάβρωσης σιδήρου
Επειδή χρησιμοποιούνται τόσοι πολλοί διαφορετικοί τύποι σιδήρου σήμερα, οι κατασκευαστές και οι κατασκευαστές πρέπει να προστατεύονται από πολλούς τύπους διάβρωσης. Κάθε σίδερο έχει μοναδικές ηλεκτροχημικές ιδιότητες που καθορίζουν σε ποιον τύπο διάβρωσης (εάν υπάρχει) είναι ευαίσθητος. Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει μερικά κοινά σίδερα και τους τύπους διάβρωσης που μπορεί να υποστούν.
| Σίδερο | Τρωτότητα διάβρωσης σιδήρου | Γενικές Τεχνικές Πρόληψης | Γαλβανική δραστηριότητα* |
|---|---|---|---|
| Ανοξείδωτο ατσάλι (παθητικό) | Ομοιόμορφη επίθεση, γαλβανική, διάτρητη, ραγισμένη (όλα κυρίως στο θαλασσινό νερό) | Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή σφράγιση | Χαμηλή (οι αρχικές μορφές διάβρωσης σχηματίζουν ένα προστατευτικό στρώμα οξείδωσης) |
| Σίδερο | Ομοιόμορφη επίθεση, γαλβανική, ρωγμή | Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή σφράγιση, γαλβανισμός, αντισκωριακή | Ψηλός |
| Ορείχαλκος | Ομοιόμορφη επίθεση, απολύμανση, άγχος | Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή σφράγιση (συνήθως λάδι ή βερνίκι), προσθήκη μολύβδου, αλουμινίου ή αρσενικού στα κράματα | Επί του παρόντος |
| Αλουμίνιο | Γαλβανικά, τρύπες, ρωγμές | Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή σφράγιση, άνοδος, γαλβανισμός, καθοδική προστασία, ηλεκτρική μόνωση | Υψηλή (η αρχική διάβρωση σχηματίζει ένα στρώμα οξείδωσης που αντιστέκεται) |
| Χαλκός | Γαλβανικός, τρύπα, αισθητικός λεκές | Καθαρισμός, προστατευτική επίστρωση ή σφράγιση, προσθήκη νικελίου σε κράματα μετάλλων (ειδικά για άλμη) | Χαμηλή (η αρχική διάβρωση σχηματίζει μια πατίνα συγκράτησης) |
*Έχετε υπόψη ότι η στήλη "Galvanic Activity" αναφέρεται στη σχετική χημική δραστηριότητα του σιδήρου όπως περιγράφεται από τον γαλβανικό πίνακα της πηγής αναφοράς. Για τους σκοπούς αυτού του πίνακα, "όσο υψηλότερη είναι η γαλβανική δραστηριότητα του σιδήρου, τόσο πιο γρήγορα θα υποστεί γαλβανική διάβρωση όταν συνδυάζεται με λιγότερο ενεργό σίδηρο".
Βήμα 1. Αποτρέψτε την ομοιόμορφη διάβρωση προσβολής προστατεύοντας την επιφάνεια του σιδήρου
Η ομοιόμορφη διάβρωση προσβολής (μερικές φορές συντομεύεται σε "ομοιόμορφη" διάβρωση) είναι ένας τύπος διάβρωσης που συμβαίνει, κατά συνέπεια, με ομοιόμορφο τρόπο σε εκτεθειμένες μεταλλικές επιφάνειες. Σε αυτόν τον τύπο διάβρωσης, ολόκληρη η επιφάνεια του σιδήρου προσβάλλεται από διάβρωση και, συνεπώς, η διάβρωση προχωρά με ομοιόμορφο ρυθμό. Για παράδειγμα, εάν μια απροστάτευτη μεταλλική οροφή εκτίθεται τακτικά στη βροχή, ολόκληρη η επιφάνεια της οροφής θα έρθει σε επαφή με την ίδια ποσότητα νερού και έτσι θα διαβρωθεί με ομοιόμορφο ρυθμό. Ο ευκολότερος τρόπος προστασίας από την ομοιόμορφη επίθεση είναι συνήθως η τοποθέτηση ενός προστατευτικού φράγματος μεταξύ του μούρου και του διαβρωτικού παράγοντα. Αυτό θα μπορούσε να είναι μια σειρά από πράγματα - βαφή, σφραγίδες λαδιού, "ή" ένα ηλεκτροχημικό διάλυμα όπως μια γαλβανιστική επικάλυψη ψευδαργύρου.
Σε υπόγειες ή βυθιζόμενες καταστάσεις, μια καθοδική ασπίδα είναι επίσης μια καλή επιλογή
Βήμα 2. Αποτρέψτε τη γαλβανική διάβρωση διακόπτοντας τη ροή των ιόντων από το ένα σίδερο στο άλλο
Μια σημαντική μορφή διάβρωσης που μπορεί να συμβεί ανεξάρτητα από τη φυσική αντοχή του σιδήρου είναι η γαλβανική διάβρωση. Η γαλβανική διάβρωση συμβαίνει όταν δύο σίδερα με διαφορετικά δυναμικά ηλεκτροδίων έρχονται σε επαφή με την παρουσία ενός ηλεκτρολύτη (όπως το αλμυρό νερό) που δημιουργεί μια ηλεκτρική διαδρομή αγωγιμότητας μεταξύ τους. Όταν συμβεί αυτό, τα ιόντα σιδήρου ρέουν από τον πιο ενεργό σίδηρο στον λιγότερο δραστικό σίδηρο, προκαλώντας τον πιο ενεργό σίδηρο να διαβρώνεται πιο γρήγορα και ο λιγότερο ενεργός σίδηρος να διαβρώνεται πιο αργά. Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι η διάβρωση θα αναπτυχθεί στον πιο ενεργό σίδηρο στο σημείο επαφής μεταξύ των δύο σιδερένιων.
- Οποιαδήποτε μέθοδος προστασίας που εμποδίζει τη ροή ιόντων μεταξύ των σιδερένιων μπορεί να σταματήσει τη γαλβανική διάβρωση. Δίνοντας στο σίδερο ένα προστατευτικό στρώμα μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή ηλεκτρολυτών από το περιβάλλον δημιουργώντας μια ηλεκτρική διαδρομή αγωγιμότητας μεταξύ των δύο σιδήρων, οι οποίες ηλεκτροχημικές διαδικασίες θωράκισης όπως ο γαλβανισμός και η άνοδος λειτουργούν επίσης καλά. Μπορείτε επίσης να αποτρέψετε τη γαλβανική διάβρωση των ηλεκτρικά μονωμένων περιοχών σιδήρου σε επαφή.
- Επιπλέον, η χρήση καθοδικής ή ανοδικής προστασίας μπορεί να προστατεύσει το σημαντικό σίδερο από τη γαλβανική διάβρωση. Δείτε παρακάτω για περισσότερες πληροφορίες.
Βήμα 3. Αποτρέψτε τη διάβρωση με διάβρωση προστατεύοντας την επιφάνεια του σιδήρου, αποφεύγοντας τις πηγές χλωριούχου στο περιβάλλον και αποφεύγοντας τις εγκοπές και τις γρατζουνιές
Η εκσκαφή είναι μια μορφή διάβρωσης που λαμβάνει χώρα σε μικροσκοπική κλίμακα αλλά μπορεί να έχει σημαντικές συνέπειες. Οι τρύπες αποτελούν μείζονα ανησυχία για το σίδηρο που αντλεί την αντοχή του στη διάβρωση από ένα λεπτό στρώμα παθητικής ένωσης στην επιφάνειά του, καθώς αυτή η μορφή διάβρωσης μπορεί να οδηγήσει σε δομική βλάβη σε καταστάσεις όπου μια προστατευτική επίστρωση θα το αποτρέψει κανονικά. Οι τρύπες εμφανίζονται όταν ένα μικρό κομμάτι σιδήρου χάνει το παθητικό προστατευτικό του στρώμα. Όταν συμβεί αυτό, συμβαίνει γαλβανική διάβρωση σε μικροσκοπική κλίμακα, οδηγώντας στο σχηματισμό μικροσκοπικών οπών στο σίδερο. Σε αυτήν την τρύπα, το περιβάλλον γίνεται υψηλό σε οξύ, το οποίο επιταχύνει τη διαδικασία. Οι τρύπες συνήθως αποτρέπονται εφαρμόζοντας ένα προστατευτικό στρώμα στην μεταλλική επιφάνεια και/ή χρησιμοποιώντας καθοδική προστασία.
Η έκθεση σε περιβάλλον με υψηλή περιεκτικότητα σε χλώριο (όπως, για παράδειγμα, αλμυρό νερό) μπορεί να επιταχύνει τη διαδικασία διάτρησης
Βήμα 4. Αποτρέψτε τις ρωγμές από διάβρωση ελαχιστοποιώντας τους στενούς χώρους στο σχεδιασμό του αντικειμένου
Η διάβρωση των ρωγμών εμφανίζεται σε χώρους μεταλλικών αντικειμένων όπου η πρόσβαση στο περιβάλλον υγρό (αέρας ή υγρό) είναι πολύ κακή - για παράδειγμα, κάτω από μπουλόνια, κάτω από ροδέλες, κάτω από άμμο ή μεταξύ αρθρώσεων μεντεσέδων. Η διάβρωση ρωγμών εμφανίζεται όταν το διάκενο μεταξύ των μεταλλικών επιφανειών είναι αρκετά μεγάλο για να επιτρέψει την είσοδο του υγρού αλλά αρκετά στενό ώστε το υγρό να είναι δύσκολο να διαφύγει και να λιμνάζει. Το περιβάλλον σε αυτόν τον μικρό χώρο γίνεται διαβρωτικό και το σίδερο αρχίζει να διαβρώνεται σε μια διαδικασία παρόμοια με τη διάβρωση των ρωγμών. Η πρόληψη της διάβρωσης από ρωγμές είναι γενικά πρόβλημα σχεδιασμού. Ελαχιστοποιώντας την παρουσία στενών κενών στην κατασκευή μεταλλικών αντικειμένων μέσω κάλυψης αυτών των κενών ή παρέχοντας κυκλοφορία, είναι δυνατόν να ελαχιστοποιηθεί η διάβρωση των ρωγμών.
Η διάβρωση των ρωγμών είναι μια ιδιαίτερη ανησυχία κατά το χειρισμό σιδήρου όπως το αλουμίνιο που έχει παθητικό εξωτερικό προστατευτικό στρώμα, καθώς οι μηχανισμοί διάβρωσης ρωγμών μπορούν να συμβάλουν στη διάσπαση αυτής της επικάλυψης
Βήμα 5. Αποτρέψτε τη διάβρωση των ρωγμών με τάση χρησιμοποιώντας μόνο ασφαλή φορτία και/ή ανόπτηση
Η ρωγμή διάβρωσης λόγω τάσης (SCC) είναι μια μορφή δομικής βλάβης που σχετίζεται με τη διάβρωση και ανησυχεί τους μηχανικούς που σχεδιάζουν κτιριακές κατασκευές που υποστηρίζουν κρίσιμα φορτία. Με την εμφάνιση SCC, ο σίδηρος που στηρίζει το φορτίο σχηματίζει ρωγμές και θραύσεις κάτω από το όριο φορτίου του - σε σοβαρές περιπτώσεις, σε μικρότερο βαθμό. Παρουσία διαβρωτικών ιόντων, μικροσκοπικές μικρές ρωγμές στο σίδερο που προκαλούνται από την εφελκυστική τάση των βαρέων φορτίων εξαπλώνονται καθώς τα διαβρωτικά ιόντα φτάνουν στην κορυφή της ρωγμής. Αυτό προκαλεί τη ρωγμή να μεγαλώνει αργά και μπορεί να οδηγήσει σε δομική βλάβη. Το SCC είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο επειδή μπορεί να συμβεί ακόμη και παρουσία υλικών που είναι γενικά λιγότερο διαβρωτικά για το σίδηρο. Αυτό σημαίνει ότι αυτή η επιβλαβής διάβρωση συμβαίνει ενώ η υπόλοιπη επιφάνεια του σιδήρου φαίνεται ανεπηρέαστη.
- Η πρόληψη του SCC είναι εν μέρει πρόβλημα σχεδιασμού. Για παράδειγμα, η επιλογή υλικών που είναι ανθεκτικά σε SCC στο περιβάλλον στο οποίο θα λειτουργεί ο σίδηρος και η διασφάλιση ότι το σιδηρούχο υλικό δοκιμάζεται σωστά μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη του SCC. Επιπλέον, η διαδικασία ενίσχυσης του σιδήρου μπορεί να αφαιρέσει την υπολειπόμενη τάση από το σχέδιο.
- Το SCC είναι γνωστό ότι επιδεινώνεται από τις υψηλές θερμοκρασίες και την παρουσία διαλυμένων υγρών που περιέχουν χλωρίδιο.
Μέθοδος 2 από 3: Πρόληψη της διάβρωσης με οικιακές λύσεις
Βήμα 1. Βάψτε την επιφάνεια του σιδήρου
Iblyσως η πιο κοινή και φθηνή μέθοδος προστασίας του σιδήρου από τη διάβρωση είναι να το καλύψετε απλά με ένα στρώμα χρώματος. Η διαδικασία διάβρωσης περιλαμβάνει υγρασία και οξειδωτικούς παράγοντες που αλληλεπιδρούν με την επιφάνεια του σιδήρου. Με αυτόν τον τρόπο, εάν το σίδερο είναι επικαλυμμένο με προστατευτικό φράγμα βαφής, ούτε υγρασία ούτε οξειδωτικά μέσα δεν μπορούν να έρθουν σε επαφή με το ίδιο το σίδερο και δεν εμφανιστεί διάβρωση.
- Ωστόσο, το ίδιο το χρώμα είναι επιρρεπές σε υποβάθμιση. Επαναβαφή κάθε φορά που κάτι έχει σπάσει, φθαρεί ή καταστραφεί. Εάν το χρώμα υποβαθμιστεί έτσι ώστε το σίδερο να είναι εκτεθειμένο, φροντίστε να ελέγξετε για διάβρωση ή ζημιά στο εκτεθειμένο σίδερο.
-
Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για τη βαφή μεταλλικών επιφανειών. Οι μεταλλουργοί χρησιμοποιούν συχνά αρκετές από αυτές τις μεθόδους για να διασφαλίσουν ότι όλα τα μεταλλικά αντικείμενα θα έχουν πλήρη επίστρωση. Παρακάτω παρατίθενται μερικές ενδεικτικές μέθοδοι με σχόλια για τη χρήση τους:
- Βούρτσα - χρησιμοποιείται για δυσπρόσιτους χώρους.
- Roller - χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων χώρων. Φθηνό και εύκολο.
- Σπρέι αέρα - χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων χώρων. Ταχύτερο αλλά όχι τόσο εύκολο όσο ένας κύλινδρος (σπατάλη χρώματος).
- Σπρέι χωρίς αέρα/Ηλεκτροστατικός ψεκασμός χωρίς αέρα - χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων χώρων. Γρήγορο και επιτρέπει διαφορετικούς βαθμούς παχιάς/λεπτής συνοχής. Όχι τόσο σπάταλο όσο το κανονικό νερό ψεκασμού. Ο εξοπλισμός είναι αρκετά ακριβός.
Βήμα 2. Χρησιμοποιήστε θαλάσσιο χρώμα για σίδερο εκτεθειμένο στο νερό
Τα μεταλλικά αντικείμενα που βρίσκονται σε τακτική επαφή (ή συνεχώς) με το νερό, όπως τα σκάφη, απαιτούν ειδική βαφή για προστασία από την υψηλή πιθανότητα διάβρωσης. Σε αυτήν την κατάσταση, η «φυσιολογική» διάβρωση με τη μορφή σκουριάς δεν είναι το μόνο πρόβλημα (αν και είναι αρκετά μεγάλη), καθώς η θαλάσσια ζωή (αμυχές κ.λπ.) μπορεί να αναπτυχθεί σε απροστάτευτο σίδηρο που μπορεί να αποτελέσει πηγή φθοράς και πρόσθετη διάβρωση. Για να προστατέψετε μεταλλικά αντικείμενα όπως σκάφη και άλλα, φροντίστε να χρησιμοποιήσετε εποξική θαλάσσια βαφή υψηλής ποιότητας. Αυτός ο τύπος χρώματος όχι μόνο προστατεύει το σίδερο από την υγρασία, αλλά εμποδίζει επίσης την ανάπτυξη της θαλάσσιας ζωής στην επιφάνειά του.
Βήμα 3. Εφαρμόστε προστατευτική λίπανση σε κινούμενα μεταλλικά μέρη
Για επίπεδες και στατικές μεταλλικές επιφάνειες, το χρώμα κάνει εξαιρετική δουλειά για να κρατήσει μακριά την υγρασία και να αποτρέψει τη διάβρωση χωρίς να επηρεάσει τη χρηστικότητα του σιδήρου. Ωστόσο, το χρώμα συνήθως δεν είναι κατάλληλο για μετακίνηση μεταλλικών μερών. Για παράδειγμα, εάν βάψετε σε μεντεσέ πόρτας, όταν στεγνώσει το χρώμα, θα κρατήσει τον μεντεσέ, εμποδίζοντας την κίνησή του. Εάν ανοίξετε με δύναμη την πόρτα, το χρώμα θα σπάσει, αφήνοντας χώρο για να φτάσει η υγρασία στο σίδερο. Μια καλύτερη επιλογή για σιδηρούχα μέρη όπως μεντεσέδες, αρμούς, άξονες και ούτω καθεξής είναι μια κατάλληλη λίπανση αδιάλυτη στο νερό. Αυτή η σχολαστική στρώση λιπαντικού θα απωθεί την υγρασία ενώ θα εξασφαλίσει ομαλή και εύκολη κίνηση των μεταλλικών σας μερών.
Επειδή τα λιπαντικά δεν στεγνώνουν στη θέση τους όπως το χρώμα, μπορούν να υποβαθμιστούν με την πάροδο του χρόνου και να απαιτούν τακτική επαναχρησιμοποίηση. Περιοδικά εφαρμόστε ξανά λίπανση σε μεταλλικά μέρη για να διασφαλίσετε ότι παραμένουν αποτελεσματικά ως προστατευτική σφράγιση
Βήμα 4. Καθαρίστε καλά τη μεταλλική επιφάνεια πριν βάψετε ή λιπάνετε
Είτε χρησιμοποιείτε κανονικό χρώμα, θαλάσσιο χρώμα ή προστατευτική λίπανση/σφράγιση, θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το σίδερο σας είναι καθαρό και στεγνό πριν ξεκινήσετε τη διαδικασία εφαρμογής. Βεβαιωθείτε ότι το σίδερο είναι απαλλαγμένο από τυχόν υπάρχουσες βρωμιές, λίπη, υπολείμματα συγκόλλησης ή διάβρωση, καθώς αυτό θα μπορούσε να χάσει την προσπάθειά σας συμβάλλοντας στη διάβρωση στο μέλλον.
- Το έδαφος, το λάδι και άλλα συντρίμμια μπορούν να επηρεάσουν τη βαφή και τη λίπανση εμποδίζοντας το χρώμα ή το λιπαντικό να κολλήσει απευθείας στην επιφάνεια του μετάλλου. Για παράδειγμα, εάν βάψετε σε ένα φύλλο χάλυβα με ένα κομμάτι σιδήρου στην κορυφή, το χρώμα θα στεγνώσει πάνω από το άλεσμα, αφήνοντας κενό χώρο στο σίδερο από κάτω. Αν και πότε πέσει το ξύστρα. Το εκτεθειμένο τμήμα θα είναι ευαίσθητο στη διάβρωση.
- Εάν βάφετε ή λιπαίνετε μια σιδερένια επιφάνεια με προϋπάρχουσα διάβρωση, ο στόχος σας θα πρέπει να είναι να κάνετε την επιφάνεια όσο το δυνατόν πιο λεία και φυσιολογική για να εξασφαλίσετε την καλύτερη δυνατή πρόσφυση σφράγισης στο σίδερο. Χρησιμοποιήστε συρμάτινη βούρτσα, χαρτί άμμου ή/και χημική αφαίρεση σκουριάς για να αφαιρέσετε όσο το δυνατόν περισσότερη διάβρωση.
Βήμα 5. Κρατήστε τα προϊόντα σιδήρου χωρίς προστασία από την υγρασία
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, οι περισσότερες μορφές διάβρωσης επιδεινώνονται από την υγρασία. Εάν δεν μπορείτε να εφαρμόσετε ένα προστατευτικό στρώμα χρώματος ή σφράγισης στο σίδερο σας, θα πρέπει να είστε προσεκτικοί για να βεβαιωθείτε ότι δεν εκτίθεται σε υγρασία. Κάνοντας την προσπάθεια να διατηρήσετε στεγνά τα απροστάτευτα εργαλεία σιδήρου μπορεί να αυξήσει τη χρησιμότητά τους και να παρατείνει την αποτελεσματική ζωή τους. Εάν το σίδερο σας εκτίθεται σε νερό ή υγρασία, φροντίστε να το καθαρίσετε και να το στεγνώσετε αμέσως μετά τη χρήση για να αποφύγετε την έναρξη της διάβρωσης.
Εκτός από την παρακολούθηση της έκθεσης στην υγρασία κατά τη χρήση, φροντίστε να αποθηκεύετε μεταλλικά αντικείμενα σε εσωτερικούς χώρους, σε καθαρό και στεγνό μέρος. Για μεγάλα αντικείμενα που δεν χωράνε σε ντουλάπι ή ντουλάπι, καλύψτε το αντικείμενο με ένα πανί. Αυτό βοηθά στην απόκρουση της υγρασίας από τον αέρα και αποτρέπει τη συσσώρευση σκόνης στην επιφάνεια
Βήμα 6. Βεβαιωθείτε ότι η μεταλλική επιφάνεια είναι όσο το δυνατόν πιο καθαρή
Μετά από κάθε χρήση μεταλλικού αντικειμένου, ανεξάρτητα από το αν το μέταλλο είναι βαμμένο ή όχι, φροντίστε να καθαρίσετε τη λειτουργική του επιφάνεια, αφαιρώντας τυχόν βρωμιά, γράσο ή σκόνη. Η συσσώρευση βρωμιάς στην μεταλλική επιφάνεια μπορεί να συμβάλει στη φθορά του σιδήρου ή/και στην προστατευτική του επίστρωση, οδηγώντας σε διάβρωση με την πάροδο του χρόνου.
Μέθοδος 3 από 3: Πρόληψη της διάβρωσης με προηγμένα ηλεκτροχημικά διαλύματα
Βήμα 1. Χρησιμοποιήστε τη διαδικασία γαλβανισμού
Ο γαλβανισμένος σίδηρος είναι σίδηρος που έχει επικαλυφθεί με ένα λεπτό στρώμα ψευδαργύρου για να τον προστατεύσει από τη διάβρωση. Ο ψευδάργυρος είναι πιο χημικά ενεργός από τον υποκείμενο σίδηρο, έτσι οξειδώνεται όταν εκτίθεται στον αέρα. Μόλις οξειδωθεί το στρώμα ψευδαργύρου, σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα, αποτρέποντας την περαιτέρω διάβρωση του υποκείμενου σιδήρου. Ο πιο κοινός τύπος γαλβανισμού σήμερα είναι μια διαδικασία που ονομάζεται γαλβανισμός εν θερμώ, κατά την οποία ένα κομμάτι σιδήρου (συνήθως χάλυβας) βυθίζεται σε θερμό τηγμένο ψευδάργυρο για να αποκτήσει μια ομοιόμορφη επίστρωση.
-
Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει το χειρισμό βιομηχανικών χημικών ουσιών, μερικές από τις οποίες είναι επικίνδυνες σε θερμοκρασία δωματίου, σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και δεν πρέπει να επιχειρηθούν από κανέναν άλλο εκτός από εκπαιδευμένο επαγγελματία. Παρακάτω είναι τα βασικά βήματα της διαδικασίας γαλβανισμού εν θερμώ για χάλυβα:
- Ο χάλυβας καθαρίζεται με ένα ζεστό διάλυμα για να αφαιρεθεί η βρωμιά, το λάδι, το χρώμα κ.λπ., και στη συνέχεια ξεπλένεται καλά.
- Ο χάλυβας βυθίζεται σε οξύ για να αφαιρεθεί η κλίμακα του μύλου και στη συνέχεια ξεπλένεται.
- Ένα υλικό που ονομάζεται "flux" εφαρμόζεται στο χάλυβα και αφήνεται να στεγνώσει. Αυτό βοηθά το τελικό στρώμα ψευδαργύρου να προσκολληθεί στο χάλυβα.
- Ο χάλυβας βυθίζεται σε ζεστό ψευδάργυρο και αφήνεται να φτάσει στη θερμοκρασία του ψευδαργύρου.
- Ο χάλυβας ψύχεται σε μια «δεξαμενή ψύξης» γεμάτη με νερό.
Βήμα 2. Χρησιμοποιήστε την άνοδο θυσίας
Ένας τρόπος για την προστασία των σιδηρούχων αντικειμένων από τη διάβρωση είναι η ηλεκτρική σύνδεση ενός μικρού, αντιδραστικού μετάλλου που ονομάζεται "άνοδος θυσίας" σε αυτό. Λόγω της ηλεκτροχημικής σχέσης μεταξύ του μεγαλύτερου σώματος σιδήρου και του μικρού αντιδραστικού σώματος (που περιγράφεται εν συντομία παρακάτω), μόνο ο μικρός και αντιδραστικός σίδηρος θα υποστεί διάβρωση, αφήνοντας τον μεγάλο και σημαντικό σίδηρο άθικτο. Όταν η θυσιαζόμενη άνοδος διαβρωθεί τελείως, πρέπει να αντικατασταθεί διαφορετικά το μεγαλύτερο σίδερο θα διαβρωθεί. Αυτή η μέθοδος προστασίας από τη διάβρωση χρησιμοποιείται συνήθως για θαμμένες κατασκευές όπως υπόγειες δεξαμενές αποθήκευσης ή αντικείμενα που βρίσκονται σε συνεχή επαφή με νερό, όπως σκάφη.
- Η θυσιαζόμενη άνοδος αποτελείται από πολλούς διαφορετικούς τύπους αντιδραστικού σιδήρου. Ο ψευδάργυρος, το αλουμίνιο και το μαγνήσιο είναι τα τρία πιο κοινά σίδερα που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό. Λόγω των χημικών ιδιοτήτων αυτών των υλικών, ο ψευδάργυρος και το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται συνήθως για σιδηρούχα υλικά σε αλμυρό νερό, ενώ το μαγνήσιο είναι πιο κατάλληλο για σκοπούς γλυκού νερού.
- Οι θυσιαστικές άνοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν λόγω της ίδιας της χημικής διαδικασίας διάβρωσης. Όταν ένα σιδερένιο αντικείμενο διαβρώνεται, σχηματίζονται φυσικά περιοχές που είναι χημικά όμοιες με την άνοδο και την κάθοδο σε ένα ηλεκτροχημικό κύτταρο. Τα ηλεκτρόνια ρέουν από την άνοδο στην επιφάνεια του σιδήρου στον περιβάλλοντα ηλεκτρολύτη. Επειδή η θυσιαζόμενη άνοδος είναι πολύ αντιδραστική σε σύγκριση με το σίδηρο που προστατεύεται, το ίδιο το αντικείμενο καθίσταται εξαιρετικά καθικό σε σύγκριση και, ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια ρέουν έξω από την άνοδο θυσίας, προκαλώντας τη διάβρωση αλλά όχι το υπόλοιπο σίδηρο.
Βήμα 3. Χρησιμοποιήστε "εντυπωσιακό ρεύμα"
Δεδομένου ότι η ηλεκτροχημική διαδικασία πίσω από τη διάβρωση του σιδήρου περιλαμβάνει τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας με τη μορφή ηλεκτρονίων που ρέουν από το σίδερο, είναι δυνατή η χρήση μιας εξωτερικής πηγής ηλεκτρικού ρεύματος για τον έλεγχο της διαβρωτικής ροής και την πρόληψη της διάβρωσης. Αυτή η διαδικασία (που ονομάζεται "εντυπωμένο ρεύμα") είναι ένα συνεχές αρνητικό φορτίο σιδήρου στο προστατευμένο σίδερο. Αυτό το φορτίο κατακλύζει τη ροή προκαλώντας ηλεκτρόνια να ρέουν έξω από το σίδερο, αποτρέποντας τη διάβρωση. Αυτός ο τύπος προστασίας χρησιμοποιείται συνήθως για θαμμένες δομές σιδήρου, όπως δεξαμενές αποθήκευσης και σωλήνες.
- Λάβετε υπόψη ότι ο τύπος ηλεκτρικού ρεύματος που χρησιμοποιείται για συστήματα προστασίας υπό πίεση είναι συνήθως συνεχές ρεύμα (DC).
- Συνήθως, ένα εντυπωμένο ρεύμα που εμποδίζει τη διάβρωση δημιουργείται με το θάψιμο δύο σιδηρούχων ανόδων στο έδαφος κοντά σε ένα προστατευμένο μεταλλικό αντικείμενο. Το ηλεκτρικό ρεύμα αποστέλλεται μέσω του μονωτικού σύρματος στην άνοδο, το οποίο στη συνέχεια ρέει μέσω του εδάφους και στο μεταλλικό αντικείμενο. Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω σιδερένιων αντικειμένων και στη συνέχεια επιστρέφει στην πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (γεννήτριες, ανορθωτές κ.λπ.) μέσω μονωτικών καλωδίων.
Βήμα 4. Χρησιμοποιήστε την ανοδίωση
Η ανοδίωση είναι ένα ειδικό προστατευτικό στρώμα επιφάνειας που χρησιμοποιείται για την προστασία του σιδήρου από τη διάβρωση. Αν έχετε δει ποτέ ένα ανοιχτόχρωμο σιδερένιο καραμπίνερ, έχετε δει μια έγχρωμη ανοδιωμένη σιδερένια επιφάνεια. Αντί για φυσική εφαρμογή προστατευτικής επικάλυψης, όπως βαφής, η ανοδίωση χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για να δώσει στο σίδερο ένα προστατευτικό στρώμα που αποτρέπει σχεδόν όλες τις μορφές διάβρωσης.
- Η χημική διαδικασία πίσω από την ανοδίωση περιλαμβάνει το γεγονός ότι πολλά σίδερα, όπως το αλουμίνιο, σχηματίζουν φυσικά χημικά προϊόντα που ονομάζονται οξείδια όταν έρχονται σε επαφή με οξυγόνο στον αέρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ο σίδηρος να έχει κανονικά ένα λεπτό εξωτερικό στρώμα οξειδίου που προστατεύει (σε διάφορους βαθμούς, ανάλογα με το σίδερο) από περαιτέρω διάβρωση. Το ηλεκτρικό ρεύμα που χρησιμοποιείται στη διαδικασία ανοδίωσης δημιουργεί συνήθως μια παχύτερη κατασκευή αυτού του οξειδίου στην επιφάνεια του σιδήρου από το συνηθισμένο, παρέχοντας μεγάλη προστασία από τη διάβρωση.
-
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι δωρεάς σιδήρου. Παρακάτω είναι τα βασικά βήματα μιας από τις διαδικασίες ανοδίωσης. Δείτε πώς να ανοδιώσετε το αργίλιο για περισσότερες πληροφορίες.
- Το αλουμίνιο καθαρίζεται και λιπαίνεται.
- Οι ακαθαρσίες στην επιφάνεια του αλουμινίου απομακρύνονται με διάλυμα απολέπισης.
- Το αλουμίνιο τοποθετείται σε όξινο λουτρό σε σταθερό ρεύμα και θερμοκρασία (για παράδειγμα, 12 amps/sq ft και 70-72 βαθμούς F (21-22 βαθμούς C).
- Το αλουμίνιο αφαιρείται και ξεπλένεται.
- Το αλουμίνιο εισάγεται προαιρετικά στη βαφή στους 100-140 βαθμούς F (38-60 βαθμούς C).
- Το αλουμίνιο σφραγίζεται βυθίζοντάς το σε βραστό νερό για 20-30 λεπτά.
Βήμα 5. Χρησιμοποιήστε παθητικό σίδερο
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, κάποιος σίδηρος σχηματίζει φυσικά ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου όταν εκτίθεται στον αέρα. Κάποιος σίδηρος σχηματίζει αυτό το στρώμα οξειδίου τόσο αποτελεσματικά που καθίσταται χημικά ανενεργό. Λέμε ότι ο σίδηρος είναι «παθητικός» σε σχέση με μια «παθητική» διαδικασία κατά την οποία γίνεται λιγότερο αντιδραστική. Ανάλογα με τη χρήση, τα παθητικά σιδερένια αντικείμενα ενδέχεται να μην "χρειάζονται" πρόσθετη προστασία για να γίνουν ανθεκτικά στη διάβρωση.
-
Ένα γνωστό παράδειγμα παθητικού σιδήρου είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα κοινό κράμα χάλυβα και χρωμίου που αντιστέκεται στη διάβρωση υπό τις περισσότερες συνθήκες χωρίς να απαιτεί προστασία. Για τις περισσότερες καθημερινές χρήσεις, η διάβρωση συνήθως δεν αφορά τον ανοξείδωτο χάλυβα.
Ωστόσο, πρέπει να ειπωθεί ότι υπό ορισμένες συνθήκες, ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι 100% ανθεκτικός στη διάβρωση - για παράδειγμα, στο αλμυρό νερό. Ομοίως, πολλά παθητικά σίδερα γίνονται μη παθητικά κάτω από ακραίες καιρικές συνθήκες και επομένως δεν είναι κατάλληλα για όλες τις εφαρμογές
Συμβουλές
- Να είστε ενήμεροι για τη διάβρωση μεταξύ των κόκκων. Αυτό επηρεάζει την ικανότητα του σιδήρου να χυτεύεται ή να χειρίζεται και μειώνει τη συνολική αντοχή του σιδήρου.
- Το American Boat and Yacht Council συνιστά γενικά να δέσετε το σκάφος. Ωστόσο, τα σκάφη αλουμινίου και χάλυβα δεν πρέπει να δένονται για να αποφευχθεί η διάβρωση του σιδήρου.
Προειδοποίηση
- Ποτέ μην αφήνετε πολύ διαβρωμένα μεταλλικά μέρη σε οχήματα ή σκάφη. Ο βαθμός διάβρωσης ποικίλλει, αλλά οποιαδήποτε διάβρωση μπορεί να υποδηλώνει σοβαρές δομικές βλάβες. Για λόγους ασφαλείας, αντικαταστήστε ή αφαιρέστε όλα τα σημάδια διάβρωσης σιδήρου.
- Όταν χρησιμοποιείτε μια θυσιαζόμενη άνοδο, μην τη βάψετε. Αυτό θα καθιστούσε αδύνατο τα ηλεκτρόνια να περάσουν στο περιβάλλον, αφαιρώντας τη δύναμη αποτροπής της διάβρωσης.
