Korózia medi a jej zliatin: príčiny a riešenia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Meď a zliatiny medi majú vysokú elektrickú a tepelnú vodivosť, dajú sa opracovať, majú dobrú odolnosť proti korózii, takže sa aktívne používajú v mnohých priemyselných odvetviach. Ale keď sa dostane do určitého prostredia, korózia medi a jej zliatin sa predsa len prejaví. Čo to je a ako chrániť výrobky pred poškodením, zvážime v tomto článku.

Čo je korózia

Ide o ničenie kovov v dôsledku vystavenia životnému prostrediu. V krajinách s dobre rozvinutým priemyslom sú škody spôsobené koróziou 4–5 % národného dôchodku. Zhoršujú sa nielen kovy, ale aj mechanizmy a časti z nich vyrobené, čo vedie k veľmi vysokým nákladom. Z skorodovaného potrubia často unikajú škodlivé chemikálie, čo vedie k znečisteniu pôdy, vody a ovzdušia. To všetko nepriaznivo ovplyvňuje zdravie ľudí. Korózia medi je jej spontánna deštrukcia pod vplyvom jednotlivých prvkov ľudského prostredia. Príčinou poškodenia kovu je nestabilitana jednotlivé látky vo vzduchu. Čím vyššia teplota, tým vyššia rýchlosť korózie.

Vlastnosti medi

Meď je úplne prvý kov, ktorý človek začal používať. Má zlatú farbu a na vzduchu sa pokryje oxidovým filmom a získa červeno-žltú farbu, ktorá ho odlišuje od iných kovov, ktoré majú sivý odtieň. Je veľmi plastický, má vysokú tepelnú vodivosť, je považovaný za vynikajúci vodič, na druhom mieste po striebre. V slabej kyseline chlorovodíkovej, sladkej a morskej vode je korózia medi zanedbateľná.

Na čerstvom vzduchu kov oxiduje a vytvára oxidový film, ktorý kov chráni. Postupom času stmavne a zhnedne. Vrstva, ktorá pokrýva meď, sa nazýva patina. Mení svoju farbu z hnedastej na zelenú a dokonca čiernu.

Elektrochemická korózia

Toto je najbežnejší typ ničenia kovových výrobkov. Elektrochemická korózia ničí časti strojov, rôzne štruktúry nachádzajúce sa v zemi, vode, atmosfére, mazacích a chladiacich kvapalinách. Ide o poškodenie povrchu kovov vplyvom elektrického prúdu, kedy sa pri chemickej reakcii uvoľňujú a prenášajú elektróny z katód na anódy. To je uľahčené heterogénnou chemickou štruktúrou kovov. Keď sa meď dostane do kontaktu so železom, v elektrolyte sa objaví galvanický článok, kde sa železo stane anódou a meď katódou, pretože železo v sérii napätí podľa periodickej tabuľky je naľavo od medi a je aktívnejšie.

V páre železa s meďou prebieha korózia železa rýchlejšie ako meď. Keď sa totiž železo zničí, elektróny z neho prechádzajú na meď, ktorá zostáva chránená až do úplného zničenia celej vrstvy železa. Táto vlastnosť sa často používa na ochranu častí a mechanizmov.

Vplyv nečistôt na zhoršenie kvality kovov

Je známe, že čisté kovy prakticky nekorodujú. V praxi však všetky materiály obsahujú určité množstvo nečistôt. Ako ovplyvňujú bezpečnosť počas prevádzky produktov? Predpokladajme, že časť je vyrobená z dvoch kovov. Zvážte, ako dochádza ku korózii medi s hliníkom. Keď je vystavený vzduchu, jeho povrch je pokrytý tenkým filmom vody. Je potrebné poznamenať, že voda sa rozkladá na vodíkové ióny a hydroxidové ióny a oxid uhličitý rozpustený vo vode vytvára kyselinu uhličitú. Ukazuje sa, že meď a hliník, ponorené do roztoku, vytvárajú galvanický článok. Navyše, hliník je anóda, meď je katóda (hliník je vľavo od medi v sérii napätia).

Hliníkové ióny vstupujú do roztoku a prebytočné elektróny prechádzajú do medi, čím sa vybíjajú vodíkové ióny blízko jeho povrchu. Hliníkové ióny a hydroxidové tóny sa spájajú a usadzujú sa na hliníkovom povrchu ako biela látka, čo spôsobuje koróziu.

Korózia medi v kyslom prostredí

Meď vykazuje dobrú odolnosť voči korózii za všetkých podmienok, pretože zriedkavo vytláča vodík, pretože je v sérii elektrochemických napätístojí v blízkosti drahých kovov. Široké využitie medi v chemickom priemysle je spôsobené jej odolnosťou voči mnohým agresívnym organickým médiám:

• dusičnany a sulfidy;
• fenolové živice;
• kyselina octová, mliečna, citrónová a šťaveľová;
• hydroxid draselný a sodný;
• slabé roztoky kyseliny sírovej a chlorovodíkovej.

Na druhej strane dochádza k silnému zničeniu medi v:

• kyslé roztoky solí chrómu;
• minerálne kyseliny – chloristá a dusičná a korózia sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou.
• koncentrovaná kyselina sírová, zvyšujúca sa so zvyšujúcou sa teplotou;
• hydroxid amónny;
• oxidačné soli.

Metódy konzervácie kovov

Prakticky všetky kovy v plynnom alebo kvapalnom médiu podliehajú povrchovej deštrukcii. Hlavným spôsobom ochrany medi pred koróziou je nanesenie ochrannej vrstvy na povrch výrobkov, ktorá pozostáva z:

• Kov - na medený povrch výrobku je nanesená vrstva kovu, ktorá je odolnejšia voči korózii. Používa sa napríklad mosadz, zinok, chróm a nikel. V tomto prípade dôjde ku kontaktu s prostredím a oxidácii kovu použitého na náter. Ak je ochranná vrstva čiastočne poškodená, potom sa zničí základný kov, meď.
• Nekovové látky sú anorganické nátery pozostávajúce zo sklovitej hmoty, cementovej m alty alebo organické - farby, laky, bitúmen.
• Chemickýfólie - ochrana je tvorená chemickou metódou, vytváraním zlúčenín na povrchu kovu, ktoré spoľahlivo chránia meď pred koróziou. K tomu sa používajú oxidové, fosfátové filmy alebo sa povrch zliatin nasýti dusíkom, organickými látkami, prípadne sa ošetrí uhlíkom, ktorého zlúčeniny ho spoľahlivo konzervujú.

Okrem toho sa do zloženia zliatin medi zavádza legujúca zložka, ktorá zvyšuje antikorózne vlastnosti, alebo sa mení zloženie prostredia, čím sa z neho zbavujú nečistôt a zavádzajú sa inhibítory, ktoré spomaľujú reakciu.

Záver

Meď nie je chemicky aktívny prvok, preto je jej zničenie veľmi pomalé takmer v akomkoľvek prostredí. Preto je široko používaný v mnohých odvetviach národného hospodárstva. Napríklad kov je veľmi stabilný v čistej sladkej a morskej vode. Ale ako sa zvyšuje obsah kyslíka alebo sa zrýchľuje prietok vody, odolnosť proti korózii klesá.