Koroze hliníku: druhy, vlastnosti, způsoby ochrany

Hliník je materiál náchylný ke korozi bez dodatečné ochrany a dodržování pravidel používání. Proces vede k jeho zničení, což způsobuje vážné poškození produktů, které je činí nevhodnými pro další použití.

Pro pochopení způsobů ochrany budeme uvažovat o typech koroze hliníku, charakteristikách jejího výskytu a katalyzátorech v závislosti na typu prostředí. Dotkneme se také faktorů dodatečné ochrany před vnějšími negativními vlivy.

Druhy koroze hliníku

V závislosti na prostředí, ve kterém se materiál nachází, a dalších vnějších rizicích se může lišit povaha koroze, její hlavní charakteristiky a míra negativního dopadu na materiál.

Níže jsou uvedeny hlavní typy poškození.

Obecná koroze (pevné)

Je snadné jej identifikovat podle typu úniku – na materiálu se objevuje velké množství malých skvrn-vředů. Postupně se hliníkový plech ztenčuje a jeho pevnost výrazně klesá.

V tomto případě dochází k ředění rovnoměrně v průběhu času bez koncentrace v určité oblasti.

Úplná koroze je typická pro výrobky umístěné v kyselém a alkalickém prostředí. V nich se oxidový film smývá z povrchu, poškození postupuje a šíří se dále a dále po celém kovu.

V závislosti na typu slitiny se odolnost materiálu vůči obecné korozi velmi liší. Pokud kompozice obsahuje málo mědi, méně než 0,10%, bude takový hliníkový produkt odolný vůči hrozbě zničení.

Pokud je obsah mědi vyšší než 0,5 %, budete muset pečlivěji zvolit oblast použití hliníku. Provoz bez ochranného nátěru a tam, kde vnikání látek zvenčí může vést k vytvoření silně kyselého nebo zásaditého prostředí na povrchu, není povolen.

Kontaktní koroze

Koroze hliníku ve vzduchu a jiných médiích se často může projevit kontaktní formou. Tato možnost je běžná i pod názvem galvanický.

Aby takový proces mohl začít, musí být kovy ve vzájemné těsné blízkosti.

Současně se objeví elektrický most – to stačí na to, aby se hliník začal pomalu zhoršovat.

Pravděpodobnost vytvoření vazby katoda-anoda do značné míry závisí na tom, s jakými kovy se pracuje. Příčinou galvanického poškození je nezohlednění vlastností materiálů při navrhování různých konstrukcí.

V mnoha ohledech závisí intenzita šíření a riziko takové léze na prostředí, úrovni vlhkosti a znečištění atmosféry. Takže pokud je vzduch suchý, nejsou v něm žádné cizí nečistoty, pravděpodobnost vývoje je mnohem menší.

V praxi se nedoporučuje používat hliník s pozinkovanou ocelí. To by mohlo potenciálně vytvářet vysoké riziko galvanické koroze.

Štěrbinová koroze

Jeden z typů poškození vyznačující se místním vzhledem. Vyskytuje se v důsledku skutečnosti, že se v trhlinách a prohlubních často hromadí oxidační produkty a dochází ke kontaktu dvou kovů.

Díly s velkým počtem vybrání, nýtů a šroubů často trpí takovým poškozením. Ohroženy jsou také svařované švy. Pokud používáte kovovou konstrukci venku, vyplatí se pravidelně čistit všechna místa, kde se mohou hromadit nečistoty, písek, produkty spalování a jiné cizí sloučeniny.

Problém může nastat i při přepravě většího množství hliníkových dílů. V tomto případě utrpí profil povrchové poškození.

Riziko je zvláště velké, pokud se náklad během přepravy velmi namočí, vystaví se dešti a dojde ke kondenzaci. Vše výše uvedené je relevantní i pro skladování hliníkových dílů, proto je nejlepší je skladovat v kryté suché místnosti, kde nehrozí promoknutí.

Nitková koroze

Hliníkové výrobky jsou často lakovány, aby se zvýšila úroveň ochrany proti korozi a zabránilo se kontaktu s oxidačními katalyzátory.

Pokud však nátěr nanesete nesprávně, nečistíte povrch materiálu nebo na něm zanecháte vady, existuje vysoké riziko vláknité koroze.

Rychlost koroze hliníku bude v tomto případě poměrně vysoká. Projevuje se to ve vzhledu podélných pruhů na kovu, jejichž tloušťka není větší než 0,5 mm.

Stresová koroze

Ve srovnání s jinými popsanými případy se tento problém nevyskytuje tak často. Ale jeho nebezpečí spočívá v tom, že mohou být ovlivněny i vysoce pevné slitiny.

Důvodem je dlouhodobé používání hliníku při velkém zatížení, které v některých případech může překročit maximální přípustné hodnoty.

Pokud se problém nezastaví, na kovu se objeví praskliny, postupně ztratí svou pevnost a výrazně se sníží jeho životnost.

Mezikrystalická koroze

Pokud zkoumáte hliník pod mikroskopem, všimnete si jeho zrnité struktury. Při tomto typu poškození se na hranici takových zrn začíná objevovat rez.

Toto není příliš častý typ poškození. Nejčastěji k němu dochází, když se do slitiny dostane velké množství křemíku a struktura se postupně začne měnit.

Podpovrchová koroze

Dalším typem problému jsou slitiny s vysokou pevností. V tomto případě je kov poškozen v podpovrchové vrstvě. Může dojít k oddělení a mohou nastat další problémy. Už nebude možné používat ani takový produkt.

Vlastnosti vlivu prostředí na stav hliníku

Odolnost hliníku vůči korozi do značné míry závisí na prostředí, ve kterém se materiál používá. Vnější podmínky mají významný vliv na kvalitu slitiny. Zvažme hlavní faktory a možnosti pro agresivní prostředí.

ovzduší

Možnost ochrany hliníku před korozí se bude lišit v závislosti na prostředí, ve kterém se používá. Existuje několik hlavních faktorů, které ovlivňují pravděpodobnost výskytu problému a potenciální rychlost jeho progrese:

• Úroveň okolní vlhkosti. Materiál snadno odolá pravidelnému navlhčení, pokud je celková vlhkost po zbytek času normální. Pokud je stupeň 80 % nebo více, riziko rzi se výrazně zvyšuje.
• Atmosférické složení. Čím více nečistot je ve vzduchu, tím rychleji barevný kov začne rezivět. Zvláště nebezpečná je zvýšená koncentrace síranů – to je často pozorováno v průmyslových oblastech. Také rychlost šíření koroze se zvyšuje, když jsou chloridy rozstřikovány ve vzduchu, takže se situace může zhoršit v pobřežních oblastech.
• Množství elektrolytu na povrchu. Pokud materiál velmi zvlhne a zůstane v této poloze delší dobu, existuje velké riziko, že začne rezivět.

Půda

Půda představuje hrozbu pro jakýkoli kov. Existuje několik faktorů, které mohou tento problém zhoršit:

• Vysoká hladina pH.
• Silná elektrická vodivost.
• Stupeň vlhkosti.
• Přítomnost mikroorganismů produkujících sirovodík.
• Rovnoměrnost půdy a množství vzduchu v ní.

Pokud jsou v půdě bludné proudy, je heterogenní, je zde velké množství kyslíku, nebezpečí se zvyšuje.

Voda

Koroze hliníku ve vodě začíná, když se chemické složení ukáže jako katalyzátor. Mezi hlavní katalyzátory:

• Vysoké procento chloridů.
• Vysoká koncentrace těžkých kovů.
• Obsah hořčíku ve slitině je více než 2,5 %.
• Přidání mědi do slitiny.

Výrobky z hliníku lze používat v různých podmínkách, jak ve sladké, tak v mořské vodě. Hlavní věcí je věnovat pozornost složení slitiny a vyloučit přítomnost prvků vyrobených z nerezové nebo pozinkované oceli v blízkosti.

Alkálie

Koroze hliníku v kyselém prostředí, v oblastech s vysokým obsahem alkálií, je velmi častá.

Proto je třeba věnovat zvláštní pozornost použití takových konstrukcí na stavbách, kde hrozí rozstřikování malt.

Zejména beton má obvykle velmi vysoký obsah alkálií.

Způsoby ochrany materiálů před korozí

Hliník je druh slitiny, která odolá riziku koroze za různých podmínek – v půdě, na vzduchu, ve styku s vodou.

Tři doporučení, která pomohou výrazně zvýšit stupeň ochrany materiálu:

• S ohledem na vlastnosti slitiny a oblast použití. V závislosti na typu prostředí mohou různé prvky ve slitině působit jako další korozní katalyzátory. Zvýšený obsah mědi tedy může zvýšit riziko problémů při kontaktu s mořskou vodou.
• Eliminace nepříznivého okolí. Zejména byste v blízkosti neměli používat produkty, jejichž materiály mohou vytvářet vazby katoda-anoda s hliníkem.
• Aplikace speciálních nátěrů. Zabraňují kontaktu mezi základní slitinou a faktory, které způsobují rez. Používají se různé tmely, práškové a anodické oxidové povlaky. Je také důležité vzít v úvahu podmínky jejich aplikace a správně připravit povrch pro zvýšení stupně přilnavosti.

Pokud problém přeci jen nastane, bude možné vyřešit problém, jak odstranit korozi z hliníku.

K tomuto účelu se používá mechanické čištění a speciální inhibitorové sloučeniny, které mohou výrazně zvýšit stupeň ochrany a zabránit dalšímu šíření škod.