ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

ul. Twardosławicka 101
97-300 Piotrków Trybunalski

  zmz@zmzcnc.com
  +48 606 934 054

Korozja aluminium

Korozja aluminium może wystąpić w specyficznych środowiskach, w których zostały zastosowane produkty z tego metalu. Na szczęście nie jest to proces zachodzący w szybkim tempie. Powodem tego wydłużonego czasu, w którym korozja aluminium może wystąpić jest samorzutne tworzenie się na jego powierzchni cienkiej, ale skutecznej powłoki tlenkowej, która zapobiega dalszemu utlenianiu. Tlenek glinku jest nieprzepuszczalny i w przeciwieństwie do powłok tlenkowych na innych metalach jest silnie zespolony z aluminium, na powierzchni którego się wytworzył. Obróbka CNC to proces w trakcie którego obrabiany metal może ulec uszkodzeniom. W przypadku uszkodzenia mechanicznego powłoka tlenkowa aluminium natychmiast się regeneruje.

korozja aluminium

Na czym polega korozja aluminium?

Korozja aluminium występuje naturalnie, gdy przyroda próbuje przywrócić metale do ich pierwotnego stabilnego stanu utlenionego. Stopień i nasilenie korozji zachodzącej w czasie zależy zarówno od materiału, jak i środowiska jego pracy. Korozja aluminium jest mówiąc dosadnie degeneracją metalu spowodowaną czynnikami środowiskowymi. Może postępować stopniowo w ciągu tygodni, miesięcy, a nawet lat, aby z czasem doprowadzić do powstania dziur. Aluminium dzięki swojej naturalnej właściwości, jaką jest utlenianie jest i tak odporne na korozję. Ma duże powinowactwo do tlenu. To powoduje, że kiedy nowa powierzchnia aluminiowa jest wystawiana na działanie powietrza lub innego środka utleniającego, szybko tworzy się na niej cienka, twarda warstwa tlenku glinu (lub uwodnionego tlenku w niestojącej wodzie). Film ten jest stosunkowo obojętny chemicznie i właśnie z braku jego aktywności wynika odporność aluminium na korozję. Korozja aluminium następuje po rozpuszczeniu się tej warstwy powierzchniowej, gdy warstwa ulegnie miejscowym uszkodzeniom i nie może nastąpić samonaprawa, gdyż nie sprzyja temu otoczenie. Powłoka jest stabilna w środowisku o pH między 4 a 9. W środowisku silnie kwaśnym lub zasadowym aluminium zwykle koroduje stosunkowo szybko. Zadrapanie tlenkowej powłoki odsłania świeży metal i proces rozpoczyna się od nowa.

Korozja aluminium i jej rodzaje

W stabilnym środowisku korozja aluminium nie doprowadzi do całkowitej jego dewastacji. Do tego potrzeba dodatkowych bodźców. Ze względu na te właśnie czynniki dodatkowe możemy wyróżnić trzy najczęstsze rodzaje korozji aluminium:

  • Galwaniczną
  • Wżerową
  • Szczelinową

Mniej popularna jest korozja aluminium naprężeniowa, która prowadzi do powstawania pęknięć. Występuje głównie w stopach o dużej wytrzymałości, takich jak stopy AlZnMg, w których są one poddawane długotrwałym naprężeniom rozciągającym w obecności czynnika korozyjnego. W przypadku innych stopów ten rodzaj zazwyczaj nie występuje.

Galwaniczna korozja

Zwana jest również korozją metali różnoimiennych i powoduje największą liczbę problemów. Dochodzi do niej, gdy wystąpi kontakt między różnymi metalami, mają kontakt z tym samym elektrolitem oraz gdy dojdzie do powstania mostka elektrolitycznego. W takiej sytuacji najmniej szlachetny metal staje się anodą i koroduje. Najszlachetniejszy z metali przyjmuje funkcję katody i jest chroniony przed korozją. Aluminium jest metalem najmniej szlachetnym w większości połączeń z innymi metalami i dlatego w połączeniu z nimi jest narażone na większe ryzyko korozji galwanicznej. Do korozji galwanicznej dochodzi więc w sytuacji, gdy:

  • zachodzi kontakt ze szlachetniejszym metalem lub innymi przewodnikami elektronowymi o wyższym potencjale utleniającym niż aluminium np. grafitem,
  • pomiędzy metalami a dopływem tlenu znajduje się elektrolit o dobrej przewodności.

Galwaniczna korozja aluminium nie występuje w suchych środowiskach wewnętrznych, jak i w środowiskach nieprzemysłowych. Należy ją natomiast brać pod uwagę w środowiskach o wysokim poziomie chlorków, czyli w środowiskach nadmorskich. Miedź, stal węglowa czy nawet nierdzewna mogą w takich przypadkach inicjować korozję galwaniczną. Korozji galwanicznej można zapobiec, gdy metale zostaną od siebie odizolowane elektrycznie. Izolacja musi zneutralizować wszelki kontakt między metalami. Można również utworzyć „sztuczną” anodę tzw. protektorową z mniej szlachetnego metalu niż aluminium, żeby to on wchodził w reakcje korodowania. Ważne jest w tym przypadku, aby między chronioną powierzchnią a anodą protektorową musi zostać zachowany kontakt z cieczą. W tej roli sprawdzą się anody cynkowe lub magnezowe.

Wżerowa korozja

Jest to najpowszechniejszy rodzaj korozji, której ulega aluminium. Występuje wyłącznie w obecności elektrolitu, którym jest woda lub wilgoć, zawierająca rozpuszczone sole, zwykle chlorki. Objawia się w postaci mikro wżerów, które na wolnym powietrzu silnie penetrują niewielkie warstwy metalu. W wodzie i glebie ta penetracja zajdzie zdecydowanie szybciej. Aluminium jest o tyle specyficzne, że wżery te będą praktycznie niewidoczne i zaatakują silniej nieobrobione aluminium. W celu ochrony powierzchni metalu należy ją czyścić wodą, gdyż detergenty alkaliczne mogą jej zaszkodzić i przyśpieszyć proces korozji. To co zapobiegnie korozji wżerowej to również obróbka powierzchniowa, jak anodowanie, malowanie czy powlekanie specjalnymi powłokami.

Szczelinowa korozja

Korozja ta wymaga jak sama nazwa wskazuje obecności szczeliny, środowiska słonej wody oraz tlenu. Szczelina może wytworzyć się na łączeniu dwóch części lub między śrubą czy nitem a konstrukcją. Kiedy dotrze do niej słona woda początkowo niewiele się dzieje. Z biegiem czasu natomiast szczelina zostanie odpowietrzona, a reakcja redukcji tlenu nastąpi poza ujściem szczeliny. W tych warunkach szczelina staje się bardziej kwaśna, a korozja aluminium następuje z coraz większą szybkością. Przedostaniu się wody do szczelin można zapobiegać poprzez zastosowanie mas uszczelniających, a nity lub śruby łączące można zastąpić lub połączyć klejem. To zapobiegnie tworzeniu się szczelin.

Korozja aluminium w różnych środowiskach

Na wolnym powietrzu

Korozja aluminium zależy tu od czasu zawilgocenia i składu elektrolitów powierzchniowych. Wilgotność względna musi przekraczać 80%, a temperatura 0⁰C. W normalnych środowiskach i umiarkowanych siarkowych trwałość aluminium jest doskonała. Tam, gdzie siarka występuje w natężeniu, mogą wystąpić drobne wżery. Odporność na korozję może zmniejszyć również obecność soli w powietrzu, zwłaszcza chlorków. Maksymalna głębokość wżeru to zwykle jedynie ułamek grubości warstwy materiału, więc właściwości aluminium pozostają właściwie niezmienione, w przeciwieństwie do choćby stali węglowej, która koroduje 100x szybciej w podobnych warunkach. Korozja aluminium zachodzi znacznie wolniej wraz ze wzrostem odległości od terenów nadmorskich oraz wraz z upływem czasu.

W glebie

Korozja aluminium zależy w tym przypadku od składu mineralnego, zawartości wilgoci, pH, obecności materiałów organicznych czy przewodności elektrycznej. Parametry te mogą się znacznie różnić w zależności od umiejscowienia gleby, w której znajduje się aluminiowy detal. Zaleca się jego zabezpieczenie specjalną taśmą antykorozyjną ograniczającą dostęp wilgoci gruntowej, albo zastosowanie anodowania powierzchni.

W wodzie

Korozja aluminium jest zależna głównie od składu wody, a głównie od zawartości wspomnianych już chlorków czy metali ciężkich. W naturalnej słodkiej wodzie może dojść do korozji wżerowej, ale regularne suszenie i czyszczenie ograniczy jej działanie. W wodzie morskiej należy unikać stopów z miedzią, a częściej korzystać ze stopów z dodatkiem magnezu. Dzięki temu aluminium będzie idealne w konstrukcjach łodzi i statków, w których można zastosować ochronę katodową przed korozją.

Z chemikaliami

Metal ten ma dobrą odporność na wiele substancji chemicznych. Jednak niskie lub wysokie wartości pH (poniżej 4 oraz powyżej 9) prowadzą do rozpuszczenia warstwy tlenku, a tym samym korozja aluminium zachodzi szybciej. Zaliczymy tu kwasy nieorganiczne, czy roztwory silnie zasadowe. Wyjątkami są stężony kwas azotowy i roztwory amoniaku, które nie atakują aluminium. Silnie korodują za to sole metali ciężkich, które mogą powodować poważną korozję galwaniczną, wynikającą z redukcji metali ciężkich np. miedzi czy rtęci na powierzchni aluminium. Metal ten ma również wysoką odporność na wiele związków organicznych.

Korozja aluminium a jego rodzaje

Ogólnie rzecz ujmując aluminium i jego stopy mają doskonałą odporność na korozję. Nie każdy jego rodzaj nadaje się jednak do każdego zastosowania. Należy dobrze przemyśleć dobór tego metalu pod konkretny projekt. Aluminium w stanie naturalnym lub serii 1000 ma najlepszą odporność na korozję. Jakość ta ulega pogorszeniu w miarę dodawania stopów, zwłaszcza miedzi i żelaza, ale także magnezu i cynku. Warto pamiętać, że stopy o wartości co najmniej 300MPa YS są uważane za stopy o wysokiej wytrzymałości. Występują zwykle w seriach 2000, 7000 i 8000. Często wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym mają swoje ograniczenia również w temacie korozji. Stopy serii 2000 są na nią niezwykle podatne poprzez zawartość miedzi, a seria 7000 ma skłonność do pękania w wyniku korozji naprężeniowej. Pokazuje to jasno jak niezwykle ważny jest dobór aluminium do konkretnej branży, zastosowania produktu czy jego otoczenia.

ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c. - obróbka CNC, usługi frezowania CNC

© 2024 All rights Reserved. Designed and powered by ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

Projekt graficzny: Magdalena Mirowska, Zdjęcia: Agnieszka Seklecka

This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.