Pasivace: způsob ochrany proti korozi

Co je to? Většina kovů používaných v průmyslu je náchylná ke korozi v agresivním vnějším prostředí. V důsledku toho se části a konstrukce opotřebovávají a rychle se hromadí únava.

K čemu to je? Pasivace umožňuje chránit produkty před zničením. Na povrchu se vytvoří oxidový nebo solný film, který odděluje kov od kyslíku a agresivního prostředí. Existuje několik způsobů pasivace, jejichž výběr závisí na kovu a provozních podmínkách.

Problémy diskutované v materiálu:

• Proces pasivace kovů
• Metody pasivace kovů
• Pasivace různých druhů kovů
• Skladby pro pasivaci
• Kontrola kvality pasivace

Proces pasivace kovů

Pasivací se obvykle nazývá vytvoření tenkého povlaku na povrchu kovových dílů, který poskytuje úplnou ochranu proti korozi, zabraňující kontaktu základního materiálu s kyslíkem obsaženým v okolním vzduchu nebo jiném agresivním prostředí. Díky tomuto zpracování v moderní výrobě získává materiál vlastnosti, které ho činí podobným ušlechtilým kovům.

Takový ochranný film poskytuje nejen zvýšenou odolnost proti škodlivým chemickým účinkům vnějších faktorů, ale také zlepšuje jeho mechanické vlastnosti – tvrdost a odolnost proti opotřebení.

K pasivaci kovu se používají speciální látky – tzv. pasivátory, které fungují jako bariéra zabraňující základnímu materiálu reagovat s agresivním prostředím. Během této úpravy se povrch produktu stává chemicky neutrálním.

Zpracování se provádí v několika fázích. Pro pasivaci potřebujete:

1. očistěte všechny povrchy výrobku brusným papírem a důkladně odmastěte;
2. připravit pracovní roztok přidáním elektrolytu a pasivátoru;
3. připojte zdroj elektřiny k elektrodám (jeden z nich je samotný obrobek a druhý je tělo lázně s roztokem elektrolytu);
4. udržujte výrobek vystavený proudu po požadovanou dobu;
5. zkontrolujte obrobek vyjmutý z roztoku, ujistěte se, že je oxidový film nanášen rovnoměrně a účinně, a proveďte dokončovací zpracování.

Pro pasivaci železa, slitin oceli a dalších kovů se používají metody, které jsou založeny na chemické interakci horních vrstev materiálu obrobku s roztokem kyselin a solí odpovídajících kovů. Výsledkem zpracování je vytvoření ochranné pasivované vrstvy na povrchu obrobku, která má požadované chemické a fyzikální vlastnosti.

Chemický prvek použitý pro pasivaci se volí v závislosti na základním materiálu obrobku. Pro dodání požadovaných vlastností povrchu produktu lze použít sloučeniny chrómu, kobaltu, niklu a dalších chemických prvků. Pro každý konkrétní kov se také volí požadovaná koncentrace látky v roztoku a zařízení.

Například pro vytvoření spolehlivého antikorozního povlaku na povrchu kovového obrobku se často používá oxid chrómu. Chromování umožňuje dodat nové fyzikální a chemické vlastnosti povrchové vrstvě kovu. Při správném zpracování se vytvoří jednotný, hustý, odolný ochranný povlak.

V pasivačním procesu se také používají roztoky různých kyselin. Nejčastěji se k tomuto účelu používá kyselina dusičná, její soli (dusičnany) se obvykle používají k vytvoření odolného ochranného filmu.

Pasivace se používá pro:

• zlepšení vodivosti elektrického proudu na kontaktech zařízení;
• prevence vzniku a následného šíření rzi na kovových površích;
• ochrana svarových spojů před prasknutím a zničením;
• mikroleptání pomocí speciálních vzorů;
• dokončovací výrobky a dodávající jim atraktivní vzhled.

doporučené články

• Jak leštit ocel: průmyslové a domácí metody zpracování
• Chlazení při kalení kovů: principy a metody
• Galvanické pokovování kovů: metody a principy

Pasivace povrchu obrobku umožňuje:

• vytvořit povlak s požadovanými fyzikálními a chemickými vlastnostmi;
• zlepšit vzhled a spotřebitelské vlastnosti výrobků;
• dodávají povrchu lesk a estetičtější vzhled;
• zvýšit odolnost kovu proti korozi;
• změnit k lepšímu fyzikální vlastnosti povrchu materiálu (zvýšit mechanickou pevnost);

Metody pasivace kovů

Chemická pasivace

Toto ošetření se provádí pomocí speciálních chemických sloučenin. Aby se na povrchu vytvořil pasivační film, jsou obrobky buď ponořeny do lázně naplněné roztokem, nebo se povlak nanáší nástřikem. Hlavní výhodou chemických metod zpracování je zvýšení tvrdosti vnějších vrstev kovu.

Elektrochemická pasivace

K této úpravě se používají speciální roztoky elektrolytů s přídavkem pasivátorů. Po přivedení elektrického proudu na elektrody (část těla a lázně) se v roztoku začnou objevovat nabité částice, které se usazují na povrchu obrobku a postupně vytvářejí ochranný film. Teplota kapalné směsi během tohoto postupu stoupá.

Pokud jsou při elektrochemické pasivaci kovu splněny všechny doporučené podmínky, ošetřený povrch je pokryt jednotným a odolným ochranným nátěrem.

Pasivace různých druhů kovů

Pasivace nerezové oceli

Tato technologie je široce používána v průmyslové výrobě. Pro vytvoření kvalitního povlaku je nutné povrch dílu důkladně odmastit. Pasivace umožňuje vytvořit spolehlivou ochranu kovu před korozí a zvýšit životnost výrobku.

Pasivace nerezových svarů

Při svařování nerezových dílů z kovu v tepelně ovlivněné zóně může dojít k vyhoření legujících přísad, což často vede ke ztrátě odolnosti proti korozi. Aby se zabránilo zrezivění povrchu švů, je kov podroben elektrochemické pasivaci. Použití snadno použitelného elektrochemického zařízení umožňuje zpracovat švy, které kovu dodávají zrcadlový lesk – tato technologie se nazývá elektrochemické leštění.

Pasivace mědi

Úprava se nejčastěji provádí pomocí roztoků solí chromu (chromátů). V důsledku pasivace se na povrchu vytvoří otěruvzdorný ochranný film.

Pasivace hliníku

Za normálních podmínek se na povrchu hliníkových dílů tvoří průhledný film oxidů. Taková vrstva je však velmi tenká (pouze několik milimikronů), což znamená, že nemůže poskytnout spolehlivou a dlouhodobou ochranu před agresivním prostředím, teplotními rázy a mechanickým namáháním.

Odolný ochranný film na povrchu hliníkových dílů je vytvořen pomocí eloxování. Tato metoda umožňuje vytvořit pasivní vrstvu o tloušťce až 0,02 nanometru. Ultrapevné povlaky získané v některých režimech vydrží zatížení až 1 500 kg/mm2.

Pasivace stříbra

Pro vytvoření ochranného filmu na povrchu stříbrného produktu je ošetřen roztokem dichromanu draselného (chrómu). Pro získání dostatečné koncentrace pro pasivaci je třeba 1 g této látky zředit v 60 litru vody. Teplota roztoku by měla být v rozmezí +25…+40 °C.

Doba zdržení by měla být alespoň půl hodiny. Zpracování se provádí periodickým mícháním pracovní tekutiny. Pokud je vystaven výrobek složité konfigurace a velkých rozměrů, neměli byste se pokoušet nanášet nátěr krok za krokem na jednotlivé oblasti povrchu. Pro získání jednotného a vysoce kvalitního ochranného filmu je lepší vybrat vanu vhodné velikosti a obrobek zcela ponořit do roztoku.

Pasivace mosazi

Pasivace povrchu mosazných dílů se často využívá při stavbě letadel, zbrojní výrobě a výrobě zdravotnické techniky. Výsledný nátěr kromě odolnosti proti korozi, pevnosti a trvanlivosti zlepšuje vzhled výrobků, což s úspěchem využívají šperkaři a umělci.

Pasivace mosazných dílů je široce používána pro získání zlatého povrchu. Zejména tuto technologii často využívají rybáři při výrobě přívlačů. Výsledný nátěr je odolný vůči oděru, agresivnímu prostředí a vodě.

Chromová pasivace

Tato technologie se často používá k vytvoření ochranného filmu na povrchu pozinkovaného kovu. Zpracování tohoto druhu se provádí ve specializovaných výrobních zařízeních – proces vyžaduje odstranění a čištění vody.

Pasivace potrubí

Pro ochranu povrchu výrobků vyrobených ze slitin nerezové oceli je nutné pasivovat:

• svařované potrubní spoje;
• části vystavené slané vodě během provozu;
• spojovací materiál.

Skladby pro pasivaci

Roztoky používané pro pasivaci kovů jsou kombinací hlavní účinné látky a různých přísad. Často se používají chromany, zejména oxid chromitý, draselné a sodné soli. Pro přípravu pracovní kompozice se soli smíchají s kyselým roztokem v určitých poměrech. Při správné koncentraci složek vede zpracování k vytvoření jednotného, ​​silného a odolného povlaku.

Povrch obrobků z neželezných kovů je obvykle pasivován pomocí draselných a sodných solí. Kromě solí a kyselin se do kompozice zavádějí elektrolyty, které urychlují proces tvorby ochranné vrstvy a dodávají jí potřebnou jednotnost.

Při pasivaci povrchu ocelových přířezů se často používá roztok kyseliny dusičné k ředění solí. Pro měděné díly je v pracovní kapalině nejčastěji kyselina sírová, pro hliník – kyselina fosforečná a pro zpracování zinku se používá kombinace kyseliny sírové a dusičné.

Povrch výrobků vyrobených z ocelových slitin zpravidla podléhá korozi, když se přirozeně vytvořený oxidový film z toho či onoho důvodu ztenčí nebo zcela zničí. Pro dodatečnou ochranu takových povrchů se obvykle používají roztoky obsahující kyselinu dusičnou, chlorovodíkovou nebo sírovou. Po pasivaci je kov ošetřen neutralizátory, poté je třeba část omýt vodou a otřít do sucha hadrem.

Pokud je ošetření provedeno správně, může ke spuštění korozního mechanismu vést pouze mechanická destrukce ochranného filmu.

Kontrola kvality pasivace

K posouzení kvality ochranného povlaku získaného během pasivace lze použít různé metody:

1. Test smáčení vodou a sušení dílů (ASTM A380).
2. Test ponořením do vody (ASTM A967) se provádí umístěním ošetřených částí do solného roztoku s koncentrací soli 3 až 7 %. Poté se vzorek promyje v destilované vodě a suší se na vzduchu.
3. Test vysoké vlhkosti (ASTM A380, ASTM A967) – Tyto testy lze provádět pouze v laboratorních podmínkách s použitím malých vzorků, které jsou vystaveny prostředí bohatému na aceton nebo metylalkohol (97% koncentrace) při +37 °C po dobu XNUMX hodin. Výsledky testu se hodnotí vizuálně.
4. Ferroxylový test (ASTM A380, ASTM A967) lze provádět v terénu. Během výzkumného procesu se používá kyselina dusičná a ferrokyanid draselný rozpuštěný v destilované vodě. Výsledná směs se nastříká na vzorek a nechá se 15 až 20 sekund. Namodralé skvrny, které se objevují na povrchu, ukazují na nerovnoměrnou pasivaci. Pro správné vyhodnocení výsledků zkoušek a nepoškození ochranné vrstvy je nutná odpovídající kvalifikace a zkušenosti.
5. Test síranem měďnatým (ASTM A380, ASTM A967) je test, který se provádí výhradně v laboratorních podmínkách. Na povrch vzorku se nanese roztok kyseliny sírové a síranu měďnatého v destilované vodě. Rychlost závěrky je 6 minut. Test se několikrát opakuje. Výsledek se hodnotí vizuálně. Inspekce odhalí železo pouze v horních vrstvách kovu.
6. Cyklická polarizace – Tento test se provádí v laboratorním prostředí pomocí elektrolyzéru. Vzorky jsou ponořeny do roztoku elektrolytu a vystaveny působení elektřiny. Napětí se postupně zvyšuje až na 1,6 V. Měření proudu umožňuje velmi přesně určit korozní odolnost povrchu ocelových dílů. Výsledek je prezentován ve formě diagramu, který odborníci nazývají „polarizační křivka“.

Pasivace je jedním z nejúčinnějších způsobů, jak vytvořit na povrchu kovových výrobků ochranný film před korozí. Pro zajištění plné ochrany musí být takový nátěr jednotný, chemicky homogenní, hustý a dostatečně silný.

Vedoucí obchodního oddělení