- Корозійна стійкість алюмінію
- Методи захисту від корозії
- порошкове фарбування
- анодування профілю
- Захист від контакту з іншими металами
- висновок
- Примітка
- внесок учасників
Завдяки чудовій співвідношенню щільності та механічної міцності, а так само досить високої стійкості до корозії, алюміній широко застосовується в будівництві, в тому числі при виготовленні світлопрозорих конструкцій - вікон, дверей, вітражів, зимових садів, і так далі. Але, незважаючи на корозійну стійкість алюмінієвих конструкцій, сам алюміній з точки зору хімічної науки - один з найактивніших металів, що вступають в реакцію не тільки з лугами і кислотами, але навіть з водою. Дане протиріччя пояснюється тим, що під впливом кисню поверхню алюмінію покривається міцною, стійкою оксидною плівкою (пассивируется), що оберігає метал від корозії, тобто від процесу руйнування металів в результаті хімічного або електрохімічного впливу.
Рис.1. Корозія алюмінієвого профілю
Корозійна стійкість алюмінію
Окис алюмінію створює захисний шар, товщина якого становить 20-100Å, який хімічно інертний. Чистий алюміній, з поверхнею, очищеної від захисної плівки, реагує з водою, виділяючи при цьому водень і створюючи оксидну плівку на поверхні. Таким чином, при контакті з окислювачами, поверхня алюмінію пассивируется. По суті, кисень, що міститься в повітрі або розчинений у воді, підвищує корозійну стійкість алюмінію, яка, в свою чергу, в значній мірі залежить від вмісту домішок інших металів. Відомо, що при контакті двох металів, в середовищі електроліту, утворюється гальванічна пара, де анодом стає більш активний метал, а катодом - менш активний. В результаті електрохімічної реакції відбувається руйнування структури анода. Велика частина домішок (залізо, свинець, мідь і т.д.) відіграють по відношенню до алюмінію роль катода, сприяючи його руйнування. З цієї причини чистий алюміній має більш високу стійкість до корозії, ніж технічний, який, в свою чергу, більш стійкий до корозії, ніж сплави алюмінію з іншими металами. Так само стійкість алюмінію до корозії залежить від характеристик зовнішнього середовища і від реакцій, що викликаються цим середовищем.
Рис.2. Механізм утворення оксидної плівки на алюмінії
Методи захисту від корозії
Особливо сильно корозія проявляє себе у вологому середовищі, а так само при появі т.зв. «Блукаючих» струмів. Саме тому дуже важливо захищати поверхню алюмінію за допомогою фарбування, анодіровкі, а сталеві вироби, що стикаються з ним необхідно оцинковувати, емальовані або хоча б обробляти ґрунтовкою в кілька шарів. Кріплення, застосовуваний у виробництві алюмінієвих конструкцій повинен бути як мінімум оцинкованим, але бажано, а для фасадних конструкцій просто необхідно, використовувати кріплення з нержавіючої сталі. Для антикорозійного захисту алюмінієвих конструкцій застосовують такі методи:
порошкове фарбування
Порошкове покриття являє собою напилений на поверхню виробу полімерний порошок, який запікається (полімеризується) в спеціальній печі при певній температурі, як правило 180-220 ° С. Технологія порошкового фарбування складається з трьох етапів:
- Поверхня алюмінієвого профілю знежирюють і видаляють з неї всі забруднення
- Напилюють шар порошкової фарби
- Запікання (полімеризація) порошкового покриття в печі.
Порошкове фарбування алюмінієвого профілю і фурнітури для світлопрозорих конструкцій не тільки захищає метал від корозії, але так само дозволяє пофарбувати конструкцію в будь-який колір за шкалою RAL.
анодування профілю
анодуванням покриття - це покриття, яке створює на поверхні профілю стійку і не розчинну в агресивних середовищах плівку з оксиду алюмінію.
Анодування дозволяє створити таку рівномірну товщину плівки нерозчинної окису на поверхні, яка вже не дозволить контактувати алюмінію з зовнішнім середовищем і відбуватися подальшому окисленню.
Технологія побудована таким чином:
- Спочатку профіль знежирюють в кислоті (наприклад, щавлевої).
- Промивають в чистій воді.
- Далі травлення в лугу для витравлювання поверхневих нерівномірно окислених шарів металу, разом з якими знімаються всі сторонні включення на поверхні.
- Промивання в чистій воді.
- Профіль занурюється у ванну з розчином електроліту. Тут протягом 0,5-1,5 годин він піддається анодуванню. На поверхні профілю утворюється плівка оксиду алюмінію.
- Далі для отримання кольорового анодування профіль переміщається в ванну з розчином солі будь-якого металу через які знову пропускається струм. Кольорові відтінки профілю залежать від тривалості обробки. Мінімально профіль обробляють 45 секунд (світле шампанське), максимально - 15 хвилин (чорний).
- Ізолювання (Ванна зміцнення поверхні) - процес хімічного заміщення, при якому окисел на поверхні металу перетворюється в хімічно більш міцну гідрадну форму, більш стійку до впливу навколишнього середовища і хімічних речовин. Покриття набуває особливої міцності, стійкість до механічних пошкоджень.
- На закінчення проводиться сушка і упаковка.
Захист від контакту з іншими металами
Для того, щоб алюміній не стикався з металами, з якими він може скласти гальванічну пару, необхідно застосовувати весь кріплення тільки з нержавіючої або оцинкованої сталі.
Всі сталеві елементи, на які монтується конструкція - кронштейни, опорні вузли, анкерні пластини і т.д. - повинні бути оцинковані або прогрунтовану в кілька шарів. Так само для усунення прямого контакту алюмінію і сталі застосовують паронітові, гумові, бітумні прокладки.
Алюмінієвий профіль і фурнітура не повинні безпосередньо стикатися з деревом, цементом, каменем, цеглою, бетоном, і т. д., особливо в умовах підвищеної вологості. Щоб уникнути корозії в цих випадках необхідно ретельно покривати ці матеріали бітумом або іншим ізоляційним матеріалом, дерев'яні деталі необхідно просочувати лаком.
Рис.3. Приклад оцинкованого кронштейна з нержавіючим кріпленням
висновок
Алюміній має високу стійкість до корозії, проте, при контакті з іншими металами або при впливі електричного струму схильний до корозії. Заходами щодо захисту алюмінієвих світлопрозорих конструкцій від корозії є нанесення порошкового покриття або анодування, а так само використання нержавіючого або оцинкованого кріплення та елементів конструкції.
Примітка
Використано матеріали:
внесок учасників
Грибов Сергій
Мій внесок в розвиток цієї Вікі можна подивитися тут