Korozja galwaniczna
Połączenie aluminium i stali nierdzewnej powoduje korozję galwaniczną. Aby zrozumieć, dlaczego nie należy używać stali nierdzewnej i aluminium razem, musimy najpierw zrozumieć, jak działa korozja galwaniczna. Korozja galwaniczna polega na przenoszeniu elektronów z jednego materiału (anody) na drugi (katodę). Oprócz wiedzy o tym, czym jest korozja galwaniczna, musimy również zrozumieć terminy techniczne, które się z nią wiążą.
Tutaj znajdują się wszystkie terminy techniczne, których będziemy używać w tym poście:
- Anoda – materiał, który jest naładowany dodatnio, elektrony opuszczają ten materiał
- Katoda – materiał, który jest naładowany ujemnie, elektrony wchodzą do tego materiału
- Elektrolit – ciecz, która wspomaga proces przenoszenia elektronów
- Korozja/koroda – stopniowe niszczenie lub osłabianie metalu
Jak to działa
Korozja galwaniczna występuje, gdy dwa materiały (anoda i katoda) stykają się ze sobą i z elektrolitem. Elektrolitami mogą być czynniki środowiskowe, takie jak wilgoć lub woda deszczowa. Gdy te czynniki wejdą w grę, rozpocznie się proces przenoszenia elektronów. W zależności od poziomu oporu w elektrolicie, przeniesienie to może nastąpić znacznie szybciej. Dlatego właśnie słona woda, elektrolit o bardzo niskiej rezystancji, jest częstym czynnikiem przy rozważaniu, jakiego produktu użyć. Z tego powodu niezwykle ważne jest, aby rozważyć, jaki materiał będzie używany w danym środowisku. Podczas pracy w środowisku morskim, słonej wody, należy nawet rozważyć rodzaj stali nierdzewnej, której używasz.
Istnieje wiele rodzajów rdzy, które mogą wystąpić podczas procesu utleniania. Aby dowiedzieć się o nich więcej przeczytaj ten wpis na blogu Trzy rodzaje rdzy, które często występują.
Nasz przykład
Dla reszty naszego postu, zamiast odnosić się do anody i katody, będziemy używać przykładu aluminium (anoda) i stali nierdzewnej (katoda). When aluminium and stainless steel are used in an assembly together, the electrons from the aluminium will begin to transfer into the stainless steel. Powoduje to osłabienie aluminium. To osłabione aluminium powoduje, że pogarsza się w znacznie szybszym tempie. Może to prowadzić do przedłużenia żywotności stali nierdzewnej. Uwaga: Aluminium, jeśli pozostawione na własną rękę z elektrolitem, nadal będzie tracić elektrony w końcu, ale o stali nierdzewnej obecny znacznie przyspieszy ten proces.
Praktyka korozji galwanicznej jest rzeczywiście powszechnie stosowany w poszyciu, aby utworzyć warstwę ofiarną na wierzchu innego materiału. Stal ocynkowana i czarny tlenek są powszechnie używane przykłady.
Wyjątki
Każdy i każdy montaż jest sytuacyjny. Jak metal polega na jego czynników środowiskowych do korozji, i mogą być miejsca, gdzie można użyć niektórych metali razem bez widząc te efekty. Jeśli środowisko jest bardzo suche, osłonięte od pogody i brudu, to można spróbować użyć metali razem. Jednak w większości sytuacji, gdy środowisko nie jest kontrolowane pod względem temperatury i wilgotności, pojawia się rdza. Ze względu na to, Albany County Fasteners zaleca, aby nigdy nie używać aluminium i stali nierdzewnej razem. Zalecamy również stosowanie wyłącznie metali w celu uzyskania maksymalnej trwałości. Nierdzewne z nierdzewnymi, aluminiowe z aluminiowymi, mosiężne z mosiężnymi. Mieszanie metali może wpłynąć na wytrzymałość aplikacji, żywotność elementów złącznych, korozję materiałów, itp.
Inna sytuacja, w której te materiały mogą być używane razem z niewielkim wpływem na zapobieganie rdzy jest wtedy, gdy obszar katodowy jest bardzo mały w porównaniu do obszaru anodowego. Na przykład, jeśli materiałem bazowym jest duży arkusz aluminium, wtedy użycie bardzo małych śrub ze stali nierdzewnej nie zmniejszy drastycznie żywotności. I odwrotnie, jeśli użyjesz aluminium do przymocowania dużego arkusza stali nierdzewnej, żywotność aluminium będzie dramatycznie skrócona.
Albany County Fasteners zaleca użycie neoprenu EPDM lub podkładek łączących pomiędzy nierdzewnymi łącznikami a materiałami aluminiowymi, neopren tworzy barierę pomiędzy metalami, zapobiegając korozji.
Faktory środowiskowe do ustalenia
Wiele czynników musi być rozważonych przy wyborze właściwego materiału do instalacji.
| Factor | Why It Matters |
| Długość kontaktu elektrolitu | Im dłużej elektrolit jest w kontakcie z aluminium i stalą nierdzewną, tym bardziej prawdopodobne jest, że dojdzie do transferu elektronów. |
| Oporność elektrolitu | Im niższa jest oporność elektrolitu, tym łatwiej dochodzi do transferu elektronów. Ex: słona woda ma bardzo niski opór elektrolitu. |
| Stagnacja wody | Woda, która stoi i zajmuje bardzo dużo czasu, aby się rozproszyć może prowadzić do przedłużonej ekspozycji na elektrolity. |
| Zabrudzenia | Zabrudzenia (szczególnie nie w bezpośrednim świetle słonecznym) mogą absorbować elektrolit i utrzymywać go przez bardzo długi okres czasu. Może to spowodować zwiększone narażenie na działanie zespołu, jeśli nie jest on utrzymywany w czystości. |
| Wilgotność/Mgła | Oba te czynniki środowiskowe prowadzą do zwiększonej ilości wody w powietrzu. Jeśli środowisko jest podatne na te czynniki, ekspozycja na elektrolity jest uważana za przedłużoną |
| Szczeliny | Szczeliny zapewniają przechwytywanie wilgoci (elektrolitu), co może skończyć się utrzymaniem jej na materiałach przez dłuższy okres czasu. |
Metale szlachetne
Jeśli zdecydujesz, że musisz użyć dwóch różnych materiałów razem, zalecamy użycie anody jako materiału podstawowego i upewnienie się, że jest ona znacznie większa niż katody. Katody mogą być również nazywane metalami szlachetnymi lub metalami, które mają wysoką odporność na utlenianie (rdza). Poniżej przedstawiamy listę metali szlachetnych:
- Złoto
- Iryd
- Mercury
- Osm
- Pallad
- Platyn
- Rod
- Ruten
- Srebro
.
Od anody do katody
Aby jeszcze bardziej złagodzić skutki korozji galwanicznej, zaleca się stosowanie materiałów, które są mniej podatne na przenoszenie elektronów w kontakcie ze sobą i z elektrolitem. Poniżej znajduje się lista takich materiałów. *Uwaga: im bliżej siebie znajdują się dwa metale z tej listy, tym mniej prawdopodobne jest, że będą cierpieć z powodu negatywnych skutków korozji galwanicznej.
- Magnez
- Stopy magnezu
- Cynk
- Beryl
- Stopy aluminium
- Kadm
- Stale miękkie i węglowe, Żeliwo
- Stale chromowe (z mniej niż lub równe 6% chromu)
- Aktywne stale nierdzewne (302, 310, 316, 410, 430)
- brąz aluminiowy
- Lead-Cyna
- Cynowy
- Aktywny Nikiel
- Aktywny Inconel
- Mosiądz
- Brąz
- Miedź
- Brąz manganowy
- Brąz krzemowy
- Miedź-Stopy niklu
- Lead
- Monel
- Silver Solder
- Passive Nickel
- Passive Inconel
- Passive Stainless Steel (302, 310, 316, 410, 430)
- Srebro
- Tytan
- Cyrkon
- Złoto
- Platyn
Jak powstrzymać korozję galwaniczną?
Jest kilka kroków, które możesz podjąć, jeśli MUSISZ używać tych materiałów razem.
- Dodaj izolator pomiędzy dwoma materiałami, aby nie łączyły się ze sobą. Bez tego połączenia, transfer elektronów nie może zachodzić. Nakrętki do studni są powszechnie stosowanym elementem złącznym, który pomaga oddzielić materiały, które mogą cierpieć z powodu korozji galwanicznej.
- Używaj materiałów o tym samym potencjale. Metale o tej samej odporności na korozję są zazwyczaj w porządku, aby używać ich razem.
- Jeśli jesteś w sytuacji, w której tylko jeden z materiałów wejdzie w kontakt z elektrolitem, wtedy transfer elektronów nie nastąpi.
- Jeśli jest powłoka na katodzie może zapobiec transferowi poprzez zwiększony opór.
- Przed instalacją rozważ swoje środowisko. Wybierz materiały, które będą pracować dla Twojego środowiska.
- Powlecz lub pomaluj swój zespół (całkowicie) tak, aby elektrolit nie mógł wejść w kontakt z materiałami
- Użyj neoprenu EPDM lub podkładek łączących jako bariery pomiędzy metalami.
.