Коррозия алюминия: причины появления, виды и способы обработки

О чем речь? Коррозия алюминия может привести к катастрофе. И такое случалось в истории не один раз: у самолетов в небе отрывались части, у кораблей в воде разрушался корпус. А ведь сам по себе алюминиевый сплав очень устойчив к воздействию ржавчины! К ее появлению подталкивает воздействие неблагоприятных сред: морской воды и щелочей.

Что учесть? Для защиты от коррозии алюминий обрабатывают – легируют или окрашивают. Современные способы защиты – нанотехнологии и интеллектуальное покрытие. А еще лучше сразу купить качественный справ, устойчивый к неблагоприятным условиям.

Подвержен ли алюминий коррозии

Хотя алюминий относится к категории цветных металлов и стоит дороже, чем обычная сталь, его широко используют в различных сферах жизни. Этот легкий и прочный материал находит применение как в быту, так и в строительстве и производстве. В таблице Менделеева он обозначается как Al.

Тем не менее в некоторых ситуациях алюминий может быстро поддаваться разрушению из-за процессов окисления. Это происходит, как правило, когда защитная пленка повреждается или не может образоваться по различным причинам.

Наиболее часто защитный слой нарушается под воздействием кислот или щелочей, а также в результате механических повреждений.

Виды коррозии алюминия

В зависимости от окружающей среды и внешних угроз процесс коррозии может проявляться по-разному, включая его основные характеристики и уровень негативного воздействия на материал.

Рассмотрим ключевые виды повреждений:

Общая коррозия (сплошная)

Коррозия такого металла, как алюминий легко распознается по множеству мелких ямочек на поверхности. В результате такого повреждения материал истончается, что приводит к уменьшению его прочности. Уменьшение толщины происходит равномерно, без локализации в отдельных зонах.

Химическая коррозия алюминия чаще всего характерна для изделий, находящихся в средах с кислотами или щелочами, где защитная оксидная пленка с поверхности смывается, что и способствует прогрессированию процесса. Устойчивость металла к этому процессу сильно зависит от содержания меди в сплаве: если ее меньше 0,1 %, изделие будет защищено, тогда как при содержании свыше 0,5 % следует осторожно выбирать область применения, избегая эксплуатации без защитного покрытия.

Фото: freepik / freepik.com

Контактная (гальваническая коррозия алюминия)

Электрохимическая коррозия алюминия, еще известная как гальваническая, часто наблюдается в воздушной или другой среде. Она возникает, когда рядом находятся различные металлы и формируется электрический мостик, что приводит к ухудшению материала.

Вероятность возникновения гальванической коррозии зависит от характера обрабатываемых металлов, а также от уровня влажности и загрязнения воздуха. Например, не рекомендуется использование алюминия совместно с оцинкованной сталью, так как это создает высокий риск коррозии.

Щелевая коррозия

Это один из типов повреждений, который проявляется в виде локальных дефектов. Данные недостатки возникают вследствие накопления продуктов окисления в щелях и углублениях, а также из-за контакта между различными металлами.

Чаще всего от такого рода повреждений страдают элементы, имеющие большое количество выемок, заклепок и болтов. Также в группу риска попадают сварные швы. При использовании металлоконструкций на улице следует регулярно очищать участки, где может скапливаться грязь, песок, остатки горения и другие загрязнители.

Коррозия сплавов алюминия может возникнуть даже при транспортировке. Особенно высок риск, если груз в это время намокает, попадая под дождь или из-за конденсата. То же самое касается и хранения алюминиевых изделий, поэтому оптимально помещать их в сухие крытые помещения, где исключен риск попадания влаги.

Нитевидная коррозия

Данный тип повреждения возникает при нанесении лакокрасочных покрытий с нарушениями.

Применение некачественного покрытия или наличие загрязнений на поверхности может привести к образованию нитевидной коррозии алюминия, которая проявляется множеством продольных полос толщиной до 0,5 мм. Скорость ее развития может быть значительно выше, чем у других видов ржавчины.

Коррозия под напряжением

Хотя этот вид разрушения металла встречается реже, его опасность заключается в том, что даже высокопрочные сплавы могут быть подвержены повреждению.

Если вовремя не принять меры, на металлической поверхности начнут появляться трещины, что постепенно приведет к снижению прочности и сокращению срока службы изделия.

Межкристаллическая коррозия

При микроскопическом исследовании алюминия видно, что у него зернистая структура. Этот тип коррозии возникает на границах зерен, поскольку ржавчина образуется именно там.

Хотя это явление встречается реже, оно может проявляться, когда в сплав добавляется большое количество кремния, что изменяет его структуру.

Подповерхностная коррозия

Этот тип ржавчины влияет на алюминиевые сплавы высокой прочности. Поражение происходит в подповерхностном слое, что может привести к отслоению и другим проблемам. Подобные изделия становятся непригодными для практического использования.

Каждый из вышеперечисленных видов коррозии требует индивидуальных методов профилактики и решения, чтобы обеспечить надежность и долгий срок службы алюминиевых материалов.

Влияние среды на образование коррозии алюминия

Стойкость алюминия к ржавчине в значительной мере зависит от условий, в которых он используется. Внешние факторы оказывают существенное влияние на то, насколько эффективно этот материал может противостоять разрушению. Далее подробнее разберем основные негативные среды, способствующие коррозии:

Атмосфера

Защита алюминия от коррозии отличается в зависимости от окружающей среды, где он применяется.

Основные факторы, способствующие повышению риска коррозионных повреждений и их быстрому развитию, включают:

• Влажность воздуха. Алюминий способен хорошо справляться с намоканием. Однако, если уровень увлажненности превышает 80 %, вероятность коррозии значительно возрастает.
• Состав атмосферы. Повышенное содержание загрязняющих веществ в воздухе способствует более быстрому процессу корродирования алюминия. Особенно опасным являются высокие уровни сульфатов, которые часто встречаются в промышленных зонах. Не менее вредными могут быть хлориды, ускоряющие коррозионные процессы, особенно в прибрежных регионах.
• Присутствие электролита. Длительное воздействие влаги на алюминиевую поверхность увеличивает вероятность коррозии.

Фото: fanjianhua / freepik.com

Грунт

Земля представляет собой серьезную угрозу для всех металлических изделий.

К факторам, которые могут усугубить распространение ржавчины, относятся:

• коррозия алюминия в щелочной среде (повышенный уровень pH);
• высокая электропроводимость;
• степень влажности;
• наличие бактерий, выделяющих сероводород;
• неоднородность грунта и содержание кислорода.

Если почва имеет неравномерную структуру и в ней есть блуждающие токи, а также большое количество кислорода, риск коррозии значительно увеличивается.

Коррозия алюминия в воде

Коррозионные процессы алюминия в водной среде начинают активироваться, когда химический состав воды становится катализатором.

Основные причины разрушения металла:

• высокое содержание хлоридов;
• концентрация тяжелых металлов;
• содержание магния в сплаве выше 2,5 %;
• наличие меди в составе.

Щелочная среда

Коррозия алюминия в щелочных условиях, особенно там, где высоко содержание оснований, происходит достаточно часто. Поэтому необходимо быть осторожными при использовании металла в строительных проектах, где существует риск разбрызгивания растворов. Например, бетон, который часто используется в таких случаях, может содержать значительное количество щелочи, что представляет опасность для металлических конструкций.

Таким образом, понимание факторов, способствующих коррозионным процессам в алюминии, помогает разработать эффективные меры защиты и продлить срок службы данного материала в различных условиях эксплуатации.

Как остановить коррозию алюминия

Существует множество методов, помогающих убрать коррозию алюминия. Некоторые из них применяются еще на этапе производства изделий, например, анодирование.

Фото: freepik / freepik.com

Рассмотрим более подробно несколько подходов к защите алюминиевых конструкций:

• Легирование. В производстве алюминиевых изделий обычно используют сплавы, а не чистый металл. Легирующие добавки, включенные в состав соединений, существенно влияют на такие свойства конечной продукции, как прочность, электропроводимость и устойчивость к коррозии. Например, сплавы с высоким содержанием меди менее стойки к разрушениям, в то время как дюралюминий и АД31 демонстрируют наилучшие результаты в отношении коррозионной стойкости.
• Покрытие краской. В большинстве случаев алюминий защищают с помощью порошковых веществ. Процесс проходит в три этапа: сначала очищается поверхность, затем осуществляется напыление красящего состава, а после этого происходит полимеризация при температуре +220 °C.

Благодаря равномерной толщине покрытия металл получает лучшую защиту от окружающей среды, способствующей коррозии. В строительных работах, где алюминий непосредственно контактирует с бетонными или цементными смесями, его дополнительно защищают с помощью битумной краски или расплавленного битума.

Чтобы предотвратить разрушение готовых изделий, рекомендуется следовать нескольким простым советам:

• Для минимизации риска коррозия алюминия и стали желательно использовать крепежи, изготовленные из нержавейки или оцинкованного сплава. Что касается других элементов, таких как кронштейны, эффективными способами защиты могут быть грунтование или применение прокладок из резины, битума или паронита.
• Соблюдать условия хранения. Важно предотвращать попадание влаги на поверхность алюминиевых изделий, хранить их в сухих помещениях, а если необходимо складировать на улице, то защищать тентами.

Например, изделия из алюминия в морской воде с высоким содержанием меди быстрее потеряют свои качества и подвергнутся коррозии.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Изображение в шапке статьи: kuryanovichtatsiana / freepik.com