I. Grunnleggende egenskaper og oksidasjonsmekanisme for aluminium
Aluminium er et meget aktivt metall (høyere elektrokjemisk aktivitet enn jern), men når overflaten blir utsatt for luft, danner det umiddelbart et tett beskyttende lag med aluminiumoksyd (Al₂o₃) med en tykkelse på omtrent 4-5 nanometre. Dette oksydlaget har følgende egenskaper:
1. Kjemisk inertness: Aluminiumoksyd reagerer ikke ytterligere med vann og oksygen ved romtemperatur, og blokkerer penetrering av ytre etsende medier;
2. Selvheling: Hvis overflaten er riper, vil det utsatte nye aluminium raskt oksidere og danne et beskyttende lag på nytt.
Derfor vil ikke rene aluminiumsplater ruste i et normalt miljø (det vil si at ingen rustlignende jernoksid vil bli produsert), men andre former for korrosjon kan oppstå (se avsnitt 3 for detaljer).
Ii. Fire grunner til at aluminiumsplater ikke ruster
1. Oksidlagsbeskyttelse
Mohs -hardheten i aluminiumoksydlaget når 9 (nær diamant), som er mye høyere enn rust (feooh, hardhet på omtrent 4-5), og kan effektivt motstå erosjon ved fuktighet og svake syrer i atmosfæren.
2. Legeringssammensetningsoptimalisering
Vanlige aluminiumsplater som 3003 og 5052 forbedres i korrosjonsmotstand ved å tilsette elementer som mangan (MN) og magnesium (Mg). For eksempel:
- 3003 aluminiumsplate (som inneholder 1,2% mn) har 20% høyere atmosfærisk korrosjonsmotstand enn rent aluminium;
- 5052 aluminiumsplate (som inneholder 2,5% mg) kan vare mer enn 50 år i et marint miljø.
3. Miljøsproduksjon
Aluminium har den beste stabiliteten i et miljø med en pH på 4-9 og er mye brukt i urban konstruksjon, interiørdekorasjon og andre scener.
4. Elektrokjemisk beskyttelse
Oksidasjonspotensialet til aluminium (-1. 67V) er mye lavere enn for jern (-0. 44V), og det kan brukes som en offeranode for å beskytte andre metaller.
3. Ekstreme forhold der aluminiumsplater kan korrodere
Selv om aluminiumsplater er svært korrosjonsbestandige, er det fortsatt nødvendig med beskyttende tiltak i følgende miljøer:
1. Sterk syre/alkalisk miljø
- Når pH <4 (for eksempel industridegn), oppløses aluminiumoksydlaget og forårsaker grop;
- Når pH> 9 (for eksempel alkalisk miljø med betong), gjennomgår aluminium hydrogenutviklingsreaksjon for å danne alo₂⁻.
2.
Kloridioner (Cl⁻) i den marine atmosfæren vil trenge gjennom oksydlaget og forårsake intergranulær korrosjon. For eksempel:
- I salt spray -testen viste 6061 aluminiumsplater åpenbar pitting etter 500 timer.
3. Galvanisk korrosjon
Når du er i direkte kontakt med metaller som kobber og stål, vil aluminium som anode akselerere korrosjon. For eksempel:
- Korrosjonshastigheten ved aluminium-kobber-leddet kan økes med 10 ganger.
IV. Fem måter å forbedre korrosjonsmotstanden til aluminiumsplater
1. Overflatebehandlingsteknologi
- Anodisering: genererer en 20-30 μm tykk oksidfilm, som øker korrosjonsmotstanden med 5 ganger;
- Sprøyting av fluorokarbonmaling: Salt spraymotstandstid kan nå mer enn 3000 timer.
2. Optimalisering av legeringsmodeller
- 5083 Marine aluminiumsplater (som inneholder 4,5% mg) anbefales for kystprosjekter;
- 1100 rene aluminiumsplater (renhet 99%) anbefales for kjemisk utstyr.
3. Isolasjonsdesign
Når du kobler til forskjellige metaller, bruker du nylonpakninger eller gummipakninger for å blokkere strøm.
4. Regelmessig vedlikehold
Ren overflateforurensninger med et nøytralt vaskemiddel (pH 6-8) hver 6. måned.
5. Miljøovervåking
Install ventilation equipment in high temperature (>60℃) or humidity>85% miljø.
V. Sammenligning av korrosjonsresistens av aluminiumsplate og andre metaller
| Materiale|Atmosfærisk korrosjonshastighet (μm/år)|Marine Environment Life (år) |
| Lavt karbonstål|50-100|5-10 |
| 3 0 4 rustfritt stål|0. 5-2|20-30 |
| 5 0 52 aluminiumsplate|0. 1-0. 5|50+ |
Konklusjon
Aluminiumsplate vil ikke ruste under normale forhold, og dets beskyttende lag i aluminium gir utmerket korrosjonsmotstand. Imidlertid er det fortsatt nødvendig med beskyttende tiltak under ekstrem syre og alkali, høyt salt eller galvanisk kontaktforhold. Gjennom rimelig materialvalg (for eksempel 5-serier/6-serier), overflatebehandling (anodisering) og miljøkontroll, kan aluminiumsplate dekke langsiktig bruksbehov for konstruksjon, transport, marin ingeniørvitenskap og andre felt.