Vase ja selle sulamite korrosioon: põhjused ja lahendused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Vasel ja vasesulamitel on kõrge elektri- ja soojusjuhtivus, neid saab töödelda, neil on hea korrosioonikindlus, seetõttu kasutatakse neid aktiivselt paljudes tööstusharudes. Kuid kui see satub teatud keskkonda, avaldub vase ja selle sulamite korrosioon ikkagi. Mis see on ja kuidas tooteid kahjustuste eest kaitsta, käsitleme selles artiklis.

Mis on korrosioon

See on metallide hävimine keskkonnaga kokkupuute tagajärjel. Hästi arenenud tööstusega riikides on korrosioonikahju 4–5% rahvatulust. Halvenevad mitte ainult metallid, vaid ka nendest valmistatud mehhanismid ja osad, mis toob kaasa väga kõrged kulud. Korrodeerunud torustikest lekib sageli kahjulikke kemikaale, mille tagajärjeks on pinnase, vee ja õhu saastumine. Kõik see mõjutab negatiivselt inimeste tervist. Vase korrosioon on selle spontaanne hävitamine inimkeskkonna üksikute elementide mõjul. Metalli kahjustamise põhjuseks on ebastabiilsussee üksikutele õhus leiduvatele ainetele. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on korrosioonikiirus.

Vase omadused

Vask on esimene metall, mida inimesed kasutama hakkasid. See on kuldset värvi ja õhus kaetakse see oksiidkilega ja omandab punakaskollase värvuse, mis eristab seda teistest halli varjundiga metallidest. See on väga plastiline, kõrge soojusjuhtivusega, seda peetakse suurepäraseks juhiks, hõbeda järel. Nõrgas soolhappes, mage- ja merevees on vase korrosioon tühine.

Väljas olles metall oksüdeerub ja moodustub oksiidkile, mis kaitseb metalli. Aja jooksul see tumeneb ja muutub pruuniks. Kihti, mis katab vaske, nimetatakse patinaks. See muudab oma värvi pruunikast roheliseks ja isegi mustaks.

Elektrokeemiline korrosioon

See on kõige levinum metalltoodete hävitamise viis. Elektrokeemiline korrosioon hävitab masinaosi, erinevaid maapinnas paiknevaid konstruktsioone, vett, atmosfääri, määrde- ja jahutusvedelikke. See on metallide pinna kahjustus elektrivoolu mõjul, kui keemilise reaktsiooni käigus eralduvad elektronid, mis kantakse katoodidelt anoodidele. Seda soodustab metallide heterogeenne keemiline struktuur. Kui vask puutub kokku rauaga, tekib elektrolüüti galvaaniline element, kus raud muutub anoodiks ja vask katoodiks, sest perioodilisustabeli järgi pingereas olev raud jääb vasest vasakule ja on aktiivsem.

Rauapaaris vasega toimub raua korrosioon kiiremini kui vask. Seda seetõttu, et raua hävimisel lähevad elektronid sellest üle vasele, mis jääb kaitstuks kuni kogu rauakihi täieliku hävimiseni. Seda omadust kasutatakse sageli osade ja mehhanismide kaitsmiseks.

Lisandite mõju metallide riknemisele

On teada, et puhtad metallid praktiliselt ei korrodeeru. Kuid praktikas sisaldavad kõik materjalid teatud koguses lisandeid. Kuidas need mõjutavad ohutust toodete kasutamise ajal? Oletame, et seal on osa, mis on valmistatud kahest metallist. Mõelge, kuidas toimub vase korrosioon alumiiniumiga. Õhuga kokkupuutel on selle pind kaetud õhukese veekilega. Tuleb märkida, et vesi laguneb vesinikioonideks ja hüdroksiidioonideks ning vees lahustunud süsinikdioksiid moodustab süsihappe. Selgub, et lahusesse sukeldatud vask ja alumiinium loovad galvaanilise elemendi. Lisaks on alumiinium anood ja vask katood (alumiinium on pingereas vasest vasakul).

Alumiiniumioonid sisenevad lahusesse ja üleliigsed elektronid lähevad vasele, vabastades selle pinna lähedal vesinikioone. Alumiiniumioonid ja hüdroksiiditoonid ühinevad ja ladestuvad alumiiniumpinnale valge ainena, põhjustades korrosiooni.

Vase korrosioon happelises keskkonnas

Vasel on hea korrosioonikindlus kõikides tingimustes, kuna see tõrjub harva välja vesinikku, kuna on elektrokeemilises pingeseeriasseisab väärismetallide läheduses. Vase laialdane kasutamine keemiatööstuses on tingitud selle vastupidavusest paljudele agressiivsetele orgaanilistele ainetele:

• nitraadid ja sulfiidid;
• fenoolvaigud;
• äädik-, piim-, sidrun- ja oksaalhape;
• kaalium- ja naatriumhüdroksiidid;
• väävel- ja vesinikkloriidhappe nõrgad lahused.

Teisest küljest toimub vase tugev hävimine:

• kroomisoolade happelahused;
• mineraalhapped – perkloor ja lämmastik ning korrosioon suureneb kontsentratsiooni suurenedes.
• kontsentreeritud väävelhape, mis suureneb temperatuuri tõustes;
• ammooniumhüdroksiid;
• oksüdeerivad soolad.

Metalli konserveerimismeetodid

Peaaegu kõik gaasilises või vedelas keskkonnas olevad metallid hävivad pinnapealselt. Peamine viis vase korrosiooni eest kaitsmiseks on kanda toodete pinnale kaitsekiht, mis koosneb:

• Metall - toote vaskpinnale kantakse metallikiht, mis on korrosioonile vastupidavam. Näiteks kasutatakse sellena messingit, tsinki, kroomi ja niklit. Sellisel juhul tekib pinnakatteks kasutatud metalliga kokkupuude keskkonnaga ja oksüdatsioon. Kui kaitsekiht on osaliselt kahjustatud, hävib mitteväärismetall, vask.
• Mittemetallilised ained on anorgaanilised katted, mis koosnevad klaasjas massist, tsemendimördist või orgaanilisest - värvidest, lakkidest, bituumenist.
• Keemilinekiled - kaitse moodustatakse keemilise meetodiga, luues metalli pinnale ühendeid, mis kaitsevad usaldusväärselt vaske korrosiooni eest. Selleks kasutatakse oksiid-, fosfaatkilesid või sulamite pind küllastatakse lämmastiku, orgaaniliste ainetega või töödeldakse süsinikuga, mille ühendid seda usaldusväärselt säilitavad.

Lisaks viiakse vasesulamite koostisesse legeerkomponent, mis suurendab korrosioonivastaseid omadusi või muudetakse keskkonna koostist, eemaldades sellest lisandid ja lisades reaktsiooni aeglustavaid inhibiitoreid.

Järeldus

Vask ei ole keemiliselt aktiivne element, seetõttu on selle hävimine peaaegu igas keskkonnas väga aeglane. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt paljudes rahvamajanduse sektorites. Näiteks on metall puhtas mage- ja merevees väga stabiilne. Kuid kui hapnikusisaldus suureneb või veevool kiireneb, väheneb korrosioonikindlus.