La corrosió és un procés natural que succeeix amb tots els metalls, però es pot alentir molt amb alguns tractaments diferents
Es produeix per la presència d'agents oxidants al medi ambient, com l'aigua o l'aire. Pot ser un problema enorme per a aquells que participen en projectes de construcció a gran escala que utilitzen materials metàl·lics, que inclouen edificis, cotxes, ponts, avions i molt més. Però fins i tot els petits productes metàl·lics es corroiran i perden la força o la bellesa. Afortunadament, podeu evitar que aquest procés passi tan ràpidament com normalment ho faria amb materials trobats a casa o amb tècniques avançades per obtenir un efecte més fort.
Passos
Mètode 1 de 3: comprensió dels tipus comuns de corrosió de metalls
Com que s’utilitzen tants tipus de metall diferents avui en dia, els constructors i fabricants han de protegir-se contra molts tipus diferents de corrosió. Cada metall té les seves pròpies propietats electroquímiques que determinen a quins tipus de corrosió (si n’hi ha) és vulnerable. La taula següent detalla una selecció de metalls comuns i els tipus de corrosió que poden patir.
| Metall | Vulnerabilitat (s) de corrosió del metall | Tècniques preventives comunes | Activitat galvànica * |
|---|---|---|---|
| Acer inoxidable (passiu) | Atac uniforme, galvànic, picat, escletxa (tot especialment en aigua salada) | Neteja, recobriment protector o segellador | Baixa (la corrosió inicial forma una capa d’òxid resistent) |
| Ferro | Atac uniforme, galvànic, escletxa | Neteja, revestiment protector o segellador, galvanització, sols anti-òxid | Alt |
| Llautó | Atac uniforme, desincificació, estrès | Neteja, recobriment protector o segellant (generalment oli o laca), afegint estany, alumini o arsènic a l'aliatge | Mitjà |
| Alumini | Galvànic, picat, escletxa | Neteja, revestiment protector o segellador, anodització, galvanització, protecció catòdica, aïllament elèctric | Alt (la corrosió inicial forma una capa d'òxid resistent) |
| Coure | Tancament estètic i galvànic | Neteja, recobriment protector o segellant, afegint níquel a l'aliatge (especialment per a aigua salada) | Baixa (la corrosió inicial forma una pàtina resistent) |
* Tingueu en compte que la columna "Activitat galvànica" fa referència a l'activitat química relativa del metall tal com es descriu a les taules de sèries galvàniques de fonts de referència. Als efectes d’aquesta taula, com més gran sigui l'activitat galvànica del metall, més ràpidament experimentarà una corrosió galvànica quan s'uneixi amb un metall menys actiu.
Pas 1. Eviteu la corrosió d'un atac uniforme protegint la superfície metàl·lica
La corrosió d'atac uniforme (de vegades reduïda a corrosió "uniforme") és un tipus de corrosió que es produeix, adequadament, de manera uniforme sobre una superfície metàl·lica exposada. En aquest tipus de corrosió, tota la superfície del metall està atacada per corrosió i, per tant, la corrosió es produeix a un ritme uniforme. Per exemple, si un sostre de ferro sense protecció s’exposa regularment a la pluja, tota la superfície del sostre entrarà en contacte amb aproximadament la mateixa quantitat d’aigua i, per tant, es corroirà a un ritme uniforme. La forma més fàcil de protegir-se contra la corrosió uniforme dels atacs sol ser posar una barrera protectora entre el metall i els agents corrodidors. Això pot ser una gran varietat de coses: pintura, un segellador d’oli o una solució electroquímica com un revestiment de zinc galvanitzat.
En situacions subterrànies o d’immersió, la protecció catòdica també és una bona opció
Pas 2. Eviteu la corrosió galvànica aturant el flux d'ions d'un metall a un altre
Una forma important de corrosió que es pot produir independentment de la resistència física dels metalls implicats és la corrosió galvànica. La corrosió galvànica es produeix quan dos metalls amb diferents potencials d’elèctrodes estan en contacte entre si en presència d’un electròlit (com l’aigua salada) que crea un camí de conducció elèctrica entre els dos. Quan això passa, els ions metàl·lics flueixen del metall més actiu al metall menys actiu, cosa que provoca que el metall més actiu es corroixi a una velocitat accelerada i que el metall menys actiu es corrodi a una velocitat més lenta. En termes pràctics, això significa que la corrosió es desenvoluparà sobre el metall més actiu en el punt de contacte entre els dos metalls.
- Qualsevol mètode de protecció que impedeixi el flux d’ions entre els metalls pot aturar la corrosió galvànica. Donar als metalls un recobriment protector pot ajudar a evitar que els electròlits de l’entorn creïn una ruta conductora elèctrica entre els dos metalls, mentre que els processos de protecció electroquímica com la galvanització i l’anodització també funcionen bé. També és possible frustrar la corrosió galvànica aïllant elèctricament les zones dels metalls que entren en contacte entre si.
- A més, l’ús de protecció catòdica o d’un ànode de sacrifici pot protegir metalls importants de la corrosió galvànica. Vegeu a continuació per obtenir més informació.
Pas 3. Eviteu la corrosió mitjançant picades protegint la superfície metàl·lica, evitant fonts de clorur ambientals i evitant rascades i rascades
El pit és una forma de corrosió que té lloc a escala microscòpica però que pot tenir conseqüències a gran escala. L’excavació és de gran preocupació per als metalls que deriven de la seva resistència a la corrosió a partir d’una fina capa de compostos passius de la seva superfície, ja que aquesta forma de corrosió pot provocar fallades estructurals en situacions en què normalment la capa protectora els impediria. Les picades es produeixen quan una petita part del metall perd la seva capa passiva protectora. Quan això passa, la corrosió galvànica es produeix a escala microscòpica, cosa que condueix a la formació d’un petit forat al metall. Dins d’aquest forat, l’entorn local es torna altament àcid, cosa que accelera el procés. Normalment s’evita l’aprofitament aplicant un recobriment protector a la superfície metàl·lica i / o mitjançant protecció catòdica.
Se sap que l’exposició a un entorn ric en clorurs (com, per exemple, aigua salada) accelera el procés de picat
Pas 4. Eviteu la corrosió de les escletxes minimitzant espais reduïts en el disseny de l'objecte
La corrosió per escletxes es produeix en espais d’un objecte metàl·lic on l’accés al fluid circumdant (aire o líquid) és deficient, per exemple, sota cargols, sota volanderes, sota percebes o entre les juntes d’una frontissa. La corrosió per escletxes es produeix quan la bretxa propera a una superfície metàl·lica és prou àmplia per permetre l’entrada del fluid, però prou estreta perquè el fluid tingui dificultats per sortir i es quedi estancat. L’entorn local d’aquests espais reduïts es torna corrosiu i el metall comença a corroir-se en un procés similar a la corrosió. La prevenció de la corrosió de les escletxes és generalment un problema de disseny. Mitjançant la minimització de l’aparició d’espais reduïts en la construcció d’un objecte metàl·lic mitjançant el tancament d’aquests espais o la circulació, és possible minimitzar la corrosió de les escletxes.
La corrosió per escletxes és especialment preocupant quan es tracta de metalls com l’alumini que tenen una capa exterior protectora i passiva, ja que el mecanisme de corrosió de les escletxes pot contribuir a la ruptura d’aquesta capa
Pas 5. Eviteu la fissuració per corrosió per estrès utilitzant només càrregues segures i / o recuit
El cracking per corrosió per esforç (SCC) és una forma rara de fallida estructural relacionada amb la corrosió que preocupa especialment als enginyers encarregats d’estructures constructives destinades a suportar càrregues importants. En cas de SCC, un metall portant forma esquerdes i fractures per sota del límit de càrrega especificat, en casos greus, en una fracció del límit. En presència d’ions corrosius, es propaguen petites esquerdes microscòpiques al metall causades per tensions de tracció d’una càrrega pesada a mesura que els ions corrosius arriben a la punta de la fissura. Això fa que la fissura creixi gradualment i potencialment causi un eventual fracàs estructural. El SCC és especialment perillós perquè es pot produir fins i tot en presència de substàncies que, naturalment, són molt lleugerament corrosives per al metall. Això vol dir que la perillosa corrosió es produeix mentre la resta de la superfície metàl·lica no apareix superficialment afectada.
- Prevenir SCC és en part un problema de disseny. Per exemple, triar un material que sigui resistent a SCC en l’entorn on operarà el metall i assegurar-se que el material metàl·lic estigui degudament provat per esforç pot ajudar a prevenir SCC. A més, el procés de recuit d’un metall pot eliminar les tensions residuals de la seva fabricació.
- Se sap que el SCC s’agreuja amb les altes temperatures i la presència de líquids que contenen clorurs dissolts.
Mètode 2 de 3: Prevenció de la corrosió amb solucions domèstiques
Pas 1. Pinteu la superfície metàl·lica
Potser el mètode més comú i assequible per protegir el metall de la corrosió és simplement tapar-lo amb una capa de pintura. El procés de corrosió implica humitat i un agent oxidant que interactua amb la superfície del metall. Així, quan el metall es recobreix amb una barrera protectora de pintura, ni la humitat ni els agents oxidants poden entrar en contacte amb el mateix metall i no es produeix corrosió.
- Tot i això, la pintura en si mateixa és vulnerable a la degradació. Torneu a aplicar la pintura cada cop que es trenqui, es desgasti o es faci malbé. Si la pintura es degrada fins al punt que el metall subjacent s’exposa, assegureu-vos d’inspeccionar si hi ha corrosió o danys al metall exposat.
-
Hi ha una varietat de mètodes per aplicar pintura a superfícies metàl·liques. Els treballadors del metall solen utilitzar diversos d'aquests mètodes conjuntament per assegurar-se que tot l'objecte metàl·lic rep un revestiment complet. A continuació es mostra una mostra de mètodes amb comentaris sobre els seus usos:
- Pinzell: s'utilitza per a espais de difícil accés.
- Rodet: s’utilitza per cobrir grans superfícies. Barat i convenient.
- Polvoritzador d’aire: s’utilitza per cobrir grans superfícies. Més ràpid però menys eficient que els rodets (el malbaratament de la pintura és elevat).
- Polvorització sense aire / Polvorització electrostàtica sense aire: s’utilitza per cobrir grans àrees. Ràpid i permet nivells variables de consistència gruixuda / fina. Menys malbaratador que l’esprai d’aire normal. L’equip és car.
Pas 2. Utilitzeu pintura marina per al metall exposat a l'aigua
Els objectes metàl·lics que entren regularment (o constantment) en contacte amb l’aigua, com les embarcacions, requereixen pintures especials per protegir-se de l’augment de la possibilitat de corrosió. En aquestes situacions, la corrosió "normal" en forma d'oxidació no és l'única preocupació (tot i que és important), ja que la vida marina (percebes, etc.) que pot créixer sobre metall desprotegit pot esdevenir una font addicional de desgast i corrosió. Per protegir objectes metàl·lics com vaixells, etc., assegureu-vos d’utilitzar una pintura epoxi marina d’alta qualitat. Aquest tipus de pintura no només protegeix el metall subjacent de la humitat, sinó que també desincentiva el creixement de la vida marina a la seva superfície.
Pas 3. Apliqueu lubricants de protecció a les parts metàl·liques en moviment
Per a superfícies metàl·liques planes i estàtiques, la pintura fa un gran treball per evitar la humitat i evitar la corrosió sense afectar la utilitat del metall. Tanmateix, la pintura no sol ser adequada per moure peces metàl·liques. Per exemple, si pinteu sobre una frontissa de la porta, quan s’assequi, mantindrà la frontissa al seu lloc, dificultant el seu moviment. Si forçeu la porta a obrir-se, la pintura s’esquerdarà i deixarà forats perquè la humitat arribi al metall. Una millor opció per a peces metàl·liques com frontisses, juntes, coixinets, etc. és un lubricant insoluble en aigua adequat. Una capa completa d’aquest tipus de lubricant repel·larà naturalment la humitat alhora que garanteix el moviment suau i fàcil de la part metàl·lica.
Com que els lubricants no s’assequen al seu lloc com les pintures, es degraden amb el temps i requereixen una aplicació ocasional. Torneu a aplicar lubricants a les peces metàl·liques periòdicament per assegurar-vos que siguin efectius com a segelladors protectors
Pas 4. Netegeu bé les superfícies metàl·liques abans de pintar-les o lubricar-les
Tant si utilitzeu pintura normal, pintura marina o un lubricant / segellador protector, voldreu assegurar-vos que el metall estigui net i sec abans d’iniciar el procés d’aplicació. Procureu que el metall estigui completament lliure de brutícia, greixos, residus de soldadura residuals o corrosió existent, ja que aquestes coses poden minar els vostres esforços si contribueixen a la corrosió futura.
- La brutícia, la brutícia i altres residus interfereixen amb la pintura i els lubricants mantenint que la pintura o el lubricant s’adhereixen directament a la superfície metàl·lica. Per exemple, si pinteu sobre una làmina d’acer amb uns encenalls de metall perduts, la pintura es fixarà als encenalls deixant espais en blanc al metall subjacent. Si i quan cauen els encenalls, el punt exposat serà vulnerable a la corrosió.
- Si pinteu o lubriqueu una superfície metàl·lica amb alguna corrosió existent, el vostre objectiu hauria de ser que la superfície sigui la més llisa i regular possible per garantir la millor adherència possible del segellador al metall. Utilitzeu un raspall de filferro, paper de vidre i / o eliminadors d’òxid químic per eliminar la màxima corrosió solta possible.
Pas 5. Mantingueu els productes metàl·lics sense protecció allunyats de la humitat
Com s’ha assenyalat anteriorment, la majoria de les formes de corrosió s’exacerben amb la humitat. Si no podeu aconseguir que el vostre metall tingui un revestiment protector de pintura o segellant, heu de procurar que no estigui exposat a la humitat. Fer un esforç per mantenir les eines metàl·liques sense protecció en sec pot millorar la seva utilitat i allargar la seva vida efectiva. Si els articles metàl·lics estan exposats a l’aigua o a la humitat, assegureu-vos de netejar-los i assecar-los immediatament després d’utilitzar-los per evitar que s’iniciï la corrosió.
A més de vigilar l'exposició a la humitat durant l'ús, assegureu-vos de guardar els articles metàl·lics a l'interior en un lloc net i sec. Per als objectes grans que no cabran en un armari o armari, cobreix l'objecte amb una lona o un drap. Això ajuda a evitar la humitat de l’aire i evita que s’acumuli pols a la superfície
Pas 6. Mantingueu les superfícies metàl·liques el més netes possibles
Després de cada ús d’un element metàl·lic, tant si el metall està pintat com si no, assegureu-vos de netejar les seves superfícies funcionals, eliminant brutícia, brutícia o pols. Les acumulacions de brutícia i deixalles a la superfície metàl·lica poden contribuir al desgast i l’oïda del metall i / o al seu recobriment protector, provocant una corrosió al llarg del temps.
Mètode 3 de 3: Prevenció de la corrosió amb solucions electroquímiques avançades
Pas 1. Utilitzeu un procés de galvanització
El metall galvanitzat és un metall que s’ha recobert amb una fina capa de zinc per protegir-lo de la corrosió. El zinc és més actiu químicament que el metall subjacent, de manera que s’oxida quan s’exposa a l’aire. Un cop la capa de zinc s’oxida, forma un recobriment protector, evitant una major corrosió del metall per sota. El tipus de galvanització més comú en l'actualitat és un procés anomenat galvanització per immersió en calent en el qual les peces metàl·liques (generalment acer) es submergeixen en una tina de zinc fos i calent per obtenir un recobriment uniforme.
-
Aquest procés implica la manipulació de productes químics industrials, alguns dels quals són perillosos a temperatura ambient, a temperatures extremadament calentes i, per tant, no els ha de provar ningú que no sigui professionals formats. A continuació es mostren els passos bàsics del procés de galvanització en calent per a l’acer:
- L'acer es neteja amb una solució càustica per eliminar brutícia, greixos, pintura, etc., i després esbandida a fons.
- L'acer es decapa en àcid per eliminar les escates del molí i després s'esbandeix.
- Un material anomenat flux s’aplica a l’acer i es deixa assecar. Això ajuda a que el recobriment final de zinc s’adhereixi a l’acer.
- L'acer es submergeix en una tina de zinc fos i es deixa escalfar a la temperatura del zinc.
- L'acer es refreda en un "tanc de tremp" que conté aigua.
Pas 2. Utilitzeu un ànode de sacrifici
Una manera de protegir un objecte metàl·lic de la corrosió és connectar-hi elèctricament una petita peça reactiva de metall anomenada ànode de sacrifici. A causa de la relació electroquímica entre l’objecte metàl·lic més gran i l’objecte reactiu petit (s’explica breument a continuació), només la peça de metall petita i reactiva experimentarà corrosió, deixant intacte l’objecte metàl·lic important i important. Quan l’ànode de sacrifici es corroeix completament, s’ha de substituir o l’objecte metàl·lic més gran començarà a corroir-se. Aquest mètode de protecció contra la corrosió s'utilitza sovint per a estructures enterrades, com ara tancs d'emmagatzematge subterranis, o objectes en contacte constant amb l'aigua, com embarcacions.
- Els ànodes sacrificis estan fets de diversos tipus diferents de metall reactiu. El zinc, l’alumini i el magnesi són tres dels metalls més comuns que s’utilitzen amb aquesta finalitat. A causa de les propietats químiques d'aquests materials, el zinc i l'alumini s'utilitzen sovint per a objectes metàl·lics en aigua salada, mentre que el magnesi és més adequat per a usos d'aigua dolça.
- La raó per la qual funciona un ànode de sacrifici té a veure amb la química del propi procés de corrosió. Quan un objecte metàl·lic es corroeix, es formen naturalment zones que s’assemblen químicament als ànodes i càtodes d’una cèl·lula electroquímica. Els electrons flueixen des de les parts més ànodes de la superfície metàl·lica cap als electròlits circumdants. Com que els ànodes de sacrifici són molt reactius en comparació amb el metall de l'objecte que es protegeix, l'objecte en si es converteix en molt catòdic en comparació i, per tant, els electrons flueixen fora de l'ànode de sacrifici, provocant que es corroeixi però estalviant la resta del metall.
Pas 3. Utilitzeu el corrent impressionat
Com que el procés químic darrere de la corrosió metàl·lica implica corrent elèctric en forma d’electrons que surten del metall, és possible utilitzar una font externa de corrent elèctric per superar el corrent corrosiu i evitar la corrosió. Bàsicament, aquest procés (anomenat corrent impressió) confereix una càrrega elèctrica negativa contínua al metall que es protegeix. Aquesta càrrega sobrepassa el corrent que fa que els electrons surtin del metall, aturant la corrosió. Aquest tipus de protecció s'utilitza sovint per a estructures metàl·liques enterrades com tancs d'emmagatzematge i canonades.
- Tingueu en compte que el tipus de corrent utilitzat per als sistemes de protecció de corrent impressió sol ser de corrent continu (CC).
- Normalment, el corrent impressió que evita la corrosió es genera enterrant dos ànodes metàl·lics al sòl prop de l'objecte metàl·lic que es vol protegir. El corrent s’envia a través d’un cable aïllat als ànodes, que després flueix a través del sòl i cap a l’objecte metàl·lic. El corrent travessa l'objecte metàl·lic i torna a la font del corrent (generador, rectificador, etc.) a través d'un cable aïllat.
Pas 4. Utilitzeu l'anodització
L’anodització és un tipus especial de recobriment de superfície protector que s’utilitza per protegir el metall de la corrosió i també per aplicar-hi matrius, etc. Si alguna vegada heu vist un mosquetó metàl·lic de colors vius, heu vist una superfície metàl·lica anoditzada tenyida. En lloc d’aplicar físicament un revestiment protector, com passa amb la pintura, l’anodització utilitza un corrent elèctric per donar al metall un recobriment protector que evita gairebé totes les formes de corrosió.
- El procés químic darrere de l’anodització implica el fet que molts metalls, com l’alumini, formen naturalment productes químics anomenats òxids quan entren en contacte amb l’oxigen de l’aire. Això fa que el metall tingui normalment una fina capa d’òxid exterior que protegeixi (en diferent grau, segons el metall) contra la corrosió. El corrent elèctric utilitzat en el procés d’anodització crea essencialment una acumulació d’aquest òxid a la superfície del metall molt més gruixuda del que normalment es produiria, proporcionant una gran protecció contra la corrosió.
-
Hi ha diverses maneres diferents d’anoditzar els metalls. A continuació es mostren els passos bàsics d’un procés d’anodització. Vegeu Com anoditzar l'alumini per obtenir més informació.
- L’alumini es neteja i es desgreixa.
- Les impureses superficials de l’alumini s’eliminen amb una solució de desemmotllament.
- L'alumini es redueix a un bany àcid a un corrent i temperatura constants (per exemple, 12 amperes / peus quadrats i 70-72 graus F (21-22 graus C).
- L'alumini es retira i esbandida.
- L’alumini està submergit opcionalment en colorant a 38-60 graus C (100-140 graus F).
- Es segella l'alumini posant-lo en aigua bullent durant 20-30 minuts.
Pas 5. Utilitzeu un metall que mostri passivació
Com es va assenyalar anteriorment, alguns metalls formen naturalment un recobriment d'òxid protector després de l'exposició a l'aire. Alguns metalls formen aquest recobriment d'òxid de manera tan eficaç que, finalment, esdevenen relativament inactius químicament. Diem que aquests metalls són passius en referència al procés de passivació pel qual es tornen menys reactius. Segons l’ús desitjat, un objecte de metall passiu no necessàriament necessita cap protecció addicional per fer-lo resistent a la corrosió.
-
Un exemple ben conegut d’un metall que presenta passivació és l’acer inoxidable. L'acer inoxidable és un aliatge d'acer normal i crom que és efectivament a prova de corrosió en la majoria de les condicions sense necessitat de cap altra protecció. Per a la majoria dels usos quotidians, la corrosió no sol preocupar-se de l’acer inoxidable.
Tot i això, cal esmentar que, en determinades condicions, l’acer inoxidable no és 100% a prova de corrosió, sobretot en aigua salada. De la mateixa manera, molts metalls passius es tornen no passius en determinades condicions extremes i, per tant, pot no ser adequat per a tots els usos
