Алюминий — популярный материал, который широко используется в разных сферах промышленности, быту, поскольку отличается хорошей прочностью, простотой механической обработки, устойчивостью к внешним негативным факторам. Многие считают, что алюминий не ржавеет на воздухе, но это не совсем так. Материал может терять свою прочность, поэтому и алюминию необходима защита от коррозии.
Микроструктура металла устроена таким способом, что он самостоятельно может защищать себя от коррозионного разрушения. При контакте с воздухом атомы алюминия на поверхности создают оксидную защитную пленку, именно она и предотвращает появление ржавчины.
Но защитное покрытие достаточно тонкое (2-5 нм). Пока материал спрятан под защитой, ему ничего не грозит. Но как только она будет повреждена, то, конечно же, алюминий начнет корродировать, изменять свои свойства.
Стойкость к коррозионному разрушению зависит от разных факторов.
Чистота состава
Если использовать чистый алюминий без каких-либо примесей, то он будет более устойчив к коррозионному разрушению. Но, как правило, довольно часто используются именно алюминиевые сплавы, которые более подвержены коррозии.
Среда, в которой применяется алюминиевая конструкция
Важен именно pH среды. Ведь оксидная пленка может образоваться только тогда, когда pH находится в пределе от 3 до 9. Во многом зависит и степень агрессивных компонентов в среде. Самые опасные разрушители алюминия — это фтор, калий и натрий, они вступают в химреакцию с кислородом и разрушают защитный слой. Также для алюминия опасны соединения на основе брома, хлора, извести. Активно разрушается оксидное покрытие и под влиянием солей и морской воды.
Существуют несколько причин появления ржавчины:
- Контакт с кислой или щелочной средой.
- Механическое влияние, после которого могут появиться царапины, сколы на защитном слое металла, что спустя определенное количество времени точно приведет к коррозионному разрушению.
- Среда, в которой содержатся продукты распада топлива, они способны быстро разрушить оксидную пленку.
- Попадание строительных смесей. Цемент негативно влияет на алюминий, может его быстро разрушить.
Поэтому во многом устойчивость оксидной пленки зависит от условий применения алюминиевой продукции, чистоты сплава.
Виды коррозии
В зависимости от среды применения и ряда внешних факторов, можно выделить разный характер протекания коррозионного разрушения.
Общая (сплошная) коррозия
Такой тип коррозии можно увидеть на тех изделиях, которые контактируют с кислотой или щелочью. Это приводит к тому, что смывается оксидная пленка, и разрушения прогрессируют по всему алюминию. Сначала появляются многочисленные «язвы», которые быстро распространяются, существенно уменьшая прочность алюминия. Он становится тоньше, а со временем попросту разрушается.
Контактная коррозия
Это гальванический вариант коррозионного разрушения, появление ржавчины напрямую зависит от непосредственного нахождения алюминия с прочими металлами. Такой вид коррозии может проявляться в любой среде, ведь создается катодно-анодная связь. Этого достаточно для того, чтобы материал начал портиться.
Основная причина такого разрушения заключается в том, что часто не проводятся необходимые расчеты при проектировании конструкций из разных металлов. Например, не рекомендуется, чтобы алюминий контактировал с оцинкованной сталью. В данном случае существует огромный риск появления гальванического коррозионного разрушения, особенно если в среде применения присутствует загрязненность атмосферы, повышенный уровень влажности.
Щелевая коррозия
Этот тип коррозии относится к тем деталям, у которых имеется большое количество швов, болтов и заклепок. Также в зону повышенного риска попадают и сварные соединения. Во всех углублениях со временем могут накапливаться продукты окисления, после чего проявляются локальные повреждения.
Поэтому если такая металлоконструкция будет использоваться на открытом воздухе или часто намокать, то очень важно регулярно протирать ее от воды, удалять всю грязь, песок и прочие иные загрязнения. Это позволит увеличить срок ее службы.
Сложные алюминиевые детали важно хранить в сухом помещении, регулярно проводить тщательный осмотр.
Нитевидный вид коррозии
Такой вариант коррозионного разрушения присущ окрашенным алюминиевым деталям. Часто для повышения уровня защиты от ржавчины металл окрашивается. Но если предварительно не зачистить качественно поверхность, оставить какие-либо дефекты, то и лакокрасочный слой попросту не удастся нанести хорошо, что приведет к появлению нитевидной коррозии.
Скорость разрушения металла довольно высокая и проявляется в виде продольных полос.
Коррозия из-за напряжения
Это редкий вид коррозии, который возникает вследствие длительного использования металла под сильной нагрузкой, превышающей допустимые значения. В результате на поверхности появляются трещины, которые приводят к ухудшению свойств алюминия, потери его прочности и предварительному износу.
Межкристаллическое коррозионное разрушение
Если посмотреть на металл под микроскопом, то можно будет увидеть, что алюминий имеет зернистую структуру. И коррозионные поражения возникают на границе этих зерен. Это происходит в той ситуации, когда в сплав включен большой процент кремния, что ухудшает прочностные качества и, соответственно, срок службы.
Подповерхностное разрушение
Данный вариант присущ сплавам с высокой прочностью, поэтому металл поражается в подповерхностном слое, из-за чего осуществляется его отслоение. Понятно, что поврежденный материал долго не прослужит.
Влияние окружающей среды на металл
Защита от ржавчины во многом зависит именно от среды, в которой эксплуатируется материал. Внешние факторы оказывают большое воздействие на оксидный наружный слой.
Воздух
Алюминий на воздухе создает тонкую защитную пленку, после чего ее рост замедляется. Но если на конструкции появятся незначительные повреждения, то это может привести к образованию ржавчины.
Алюминий обладает хорошей стойкостью, если эксплуатировать его на свежем без каких-либо примесей воздухе. Поэтому он часто применяется в сельской местности.
На потенциальное разрушение на воздухе во многом влияют следующие факторы.
Уровень влажности воздуха
Материал может иногда намокать, но если общая степень влажности будет всегда находиться в пределе 80%, то, конечно же, риск ржавления существенно увеличивается.
Состав воздуха
Чем больше будет примесей в воздухе, тем быстрее начнет ржаветь металл. Особо опасной является высокая концентрация сульфатов, хлоридов.
Количество электролита
Если материал будет все время подвергаться воздействию влаги, и она станет долго находиться на поверхности, то алюминий быстро начнет ржаветь.
Но при должной защите металл без проблем может эксплуатироваться на воздухе на протяжении многих лет.
Почва
Почва имеет высокий уровень pH, электропроводность, повышенную степень влажности, при этом в ней присутствуют разные микроорганизмы. Соответственно, это большая угроза для любого металла. Поэтому важно, чтобы любые металлические конструкции не находились непосредственно на почве, а были изолированы от нее.
Вода
Коррозионные процессы начнутся, если состав воды является катализатором, а именно содержит большое количество хлоридов и тяжелых металлов.
Если алюминиевое изделие контактирует с чистой пресной водой, то даже при повышении температуры не возникнет никакого негативного воздействия. А вот если добавить совсем немного щелочи, то разрушение начнется.
Также металл очень чувствителен к влиянию морской соленой воды, поэтому если он будет использоваться в данной среде, то в его состав обязательно вводят незначительный процент магния и кремния.
Щелочь
Щелочи с легкостью растворяют защитное покрытие, после чего металл начинает контактировать с водой, в результате чего быстро разрушается.
Способы защиты алюминия от коррозии
Самым эффективным способом защиты является анодирование алюминия. Металл подвергают электролизу для создания толстого наружного слоя на поверхности, который существенно улучшает антикоррозионные качества и эстетичный вид, продлевает срок службы.
Анодирование — это электрохимический процесс, который не предусматривает нагрев материала, поэтому никоим образом не влияет на его структуру и свойства.
Анодирование производится путем процесса электролиза, при котором оксиды из электролита оседают на поверхность. Алюминий соединяется с анодом, а иные материалы — с катодом, после чего вся система отправляется в ванну с электролитом. В основном это серная кислота.
Затем пропускается высоковольтный электроток, который способствует разложению электролита. Ионы из электролита оседают на алюминии, образуя анодную пленку.
Анодирование проводится в несколько этапов.
Очищение и обезжиривание поверхности
Для начала с заготовки удаляются все жиры и масла путем применения специального моющего состава. Этот этап играет немаловажную роль, поскольку невозможно рассчитывать на высокое качество защитной пленки, если на поверхности осталась влага, ионы, которые могут привести к образованию пятен.
Травление
Материал помещается в емкость с травильным раствором, который удаляет тончайший слой алюминия для создания однородной идеальной поверхности. Травление позволяет удалить все дефекты, такие как трещины, сколы, из-за чего получается гладкая поверхность. После этого металл извлекается, тщательно промывается в десмутирующем составе.
Анодирование
Алюминиевые опоры погружаются в емкость, которая содержит электролит, затем запускается электроток. В ходе анодирования образуется большое количество тепловой энергии, поэтому нужно поддерживать электролит в холодном состоянии. После этого металлозаготовка опускается в деионизированную воду.
Окрашивание заготовки
После анодирования получается пористая анодная пленка, которая служит отличной основой для последующего окрашивания. Это позволяет не только повысить эстетические качества заготовки, но и дополнительно стойкость к воздействию негативных факторов среды.
Герметизация обработанной поверхности
Это заключительный этап, он основан на помещении металлозаготовки в раствор ацетата никеля, который заполняет все поры и запечатывает поверхность.
Свяжитесь с нами
В итоге получается прочное, надежное и при этом красивое защитное покрытие, которое предоставляет массу преимуществ.
Увеличения срока службы
Анодированные алюминиевые конструкции могут использоваться даже в прибрежных регионах, поскольку устойчивы к воздействию морского ветра и соли. Прочный и надежный слой способен выдерживать сложные климатические условия, что делает такой материал незаменимым для строительной области и многих сфер промышленности.
Простота обслуживания
Защитный слой не требует какого-либо специального обслуживания, имеет минимальную степень износа. Поверхность после анодирования принимает хорошие антивандальные качества, поэтому устойчиво к царапинам, сколам, налету. Уход осуществляется простым раствором моющего средства.
Высокие декоративные качества
Имеется большой выбор цветов анодирования, при этом можно выбрать оттенок с эффектом глянца или матовой поверхности.
Безопасность применения
Полученный анодный слой совершенно нетоксичен, не боится воздействия высокой температуры, безопасен для окружающей среды.
Компания «Алюмпарк» — производитель алюминиевых опор освещения. Опоры производятся из анодированного алюминия, поэтому рассчитаны на срок службы до 50 лет.
Итог
Анодирование — лучшая защита алюминия от негативных внешних факторов. Поэтому анодированные изделия на сегодня пользуются огромной популярностью, имеют большую сферу применения.