鋁青銅在腐蝕環境中的優勢

日期: 2022-07-19  來源:  點擊數:  

如果你在工業環境中工作,你肯定會注意到腐蝕現象。尤其是在石油和天然氣、海洋或化學工業中,腐蝕問題會持續伴隨且代價昂貴。為了在競爭中保持領先地位,從一開始就選擇合適的材料至關重要。如果你想知道腐蝕是如何產生,它有益于什么因素,如何對抗它,以及如何節省成本,那么這份白皮書正適合你。


什么是腐蝕?


腐蝕是發生在許多材料中的一種自然現象。例如,金屬與其他材料接觸時會隨時間發生變化??諝?、水、氣油、酸和堿,所有這些都能影響金屬。腐蝕基本上是一種非常簡單的化學反應——更準確地說,是一種所謂的氧化還原反應。簡單地說,金屬會釋放電子進入它的直接環境。它不僅會失去顏色和光澤,而且通常金屬也會變形和重量變輕。在工業領域,這些變化每年都會導致巨大的經濟損失。


腐蝕有多種形式,很大程度上取決于金屬的應用領域。最重要的腐蝕類型有:


侵蝕腐蝕:這通常發生在液體導致材料磨損的管道中。


斑蝕:這種腐蝕通常會在很長一段時間內被忽視,因為它在表面上的膨脹非常微弱。點蝕會導致小孔擴展到深度。這可能會導致管道開始泄漏。



縫隙腐蝕:主要出現在裂縫中,當水進入開口時。如果間隙中的空氣進入受阻,僅兩種不同金屬的組合也可能發生這種情況。它也很難檢測,因為它發生在裂縫中。



穴蝕:與侵蝕一樣,穴蝕會導致材料磨損。如果高流速液體中的蒸汽壓低于該值,液體會立即蒸發成氣泡。如果超過壓力,氣泡就會內爆。這可能會損壞部件表面的部分。



電化學腐蝕:這種腐蝕直接發生在兩種不同的金屬之間。


應力腐蝕開裂:(SCC),當拉伸應力或殘余應力過高時發生。


因此,正確選擇材料對制造商至關重要。鋁青銅是一種因其耐腐蝕性而在各種環境中性能突出的合金。你可以在下面的章節中了解更多。


環境如何影響腐蝕過程?


使用金屬的環境也對腐蝕過程有重大影響。在工廠內使用的金屬完全不受天氣變化的影響,其腐蝕速度低于暴露在雨水和高濕度戶外的金屬。你見過沙漠中的汽車失事與海上的沉船相比嗎?沉船顯示出的腐蝕痕跡比汽車多得多。但為什么呢?


除金屬和氧氣外,發生腐蝕還需要水。沙漠中的濕度非常低,以至于汽車殘骸的腐蝕速度非常緩慢,但不是非常強烈。另一方面,海水中的鹽加強了腐蝕過程。鹽增加了水的導電性,這就是為什么電化學反應比正常條件下發生得更快。此外,海流對金屬產生了額外的應力,使其更容易受到侵蝕、腐蝕和穴蝕。


不僅海水會加速腐蝕,酸性環境也有利于腐蝕。液體的pH值越低,腐蝕發生的速度就越快。氫離子是造成酸腐蝕的原因。因此,用于化工和海洋工業的材料必須特別耐腐蝕和耐磨。鋁青銅是一種具有這些特性的金屬,非常適合在海水和酸性環境中使用。在下一章中閱讀更多關于這種合金的信息。


鋁青銅的優點


前面的章節中已經清晰說明了什么是腐蝕,什么因素可以加速腐蝕過程。正如所知,腐蝕是一個頑固的敵人,可以造成相當大的損害,因此選擇正確的材料可以避免經濟損失。鋁青銅是合適的材料,并確保長期生產不會出現重大損失。但是,鋁青銅究竟是什么?它的特點是什么?


鋁青銅是由至少60%的銅并加入9%-14%的鋁組成的合金。其他金屬,如鐵、錳或鎳,可以作為額外的合金元素。除此之外,該合金具有優異的耐腐蝕性,但到底是什么原因導致呢?


保護金屬免受腐蝕有兩種不同的方法:被動腐蝕保護和主動腐蝕保護。


1、主動防腐是一種長期防銹保護


或者在金屬中加入一種抑制劑,可以降低電解質的侵蝕性;或者使用所謂的犧牲陽極,防止正鐵離子的形成。這些是鐵銹形成的先決條件,由于這些鐵離子不存在,鐵銹無法形成。


2、對于被動腐蝕保護,要保護的金屬涂有腐蝕保護層


此類保護層包括油漆、塑料涂層、油和油脂、熱浸鍍鋅或搪瓷涂層。然而,金屬也可以獨立地為自己覆蓋一層保護性的氧化層,這被稱為自發鈍化。鋁正具有這種特性。


由于含有鋁元素,因此,鋁青銅具有耐腐蝕性。鋁在整個材料周圍形成了一層保護膜。對比其他金屬,這種保護層形成得非???,如果受到損壞,也會很快愈合。這種銅銹以典型的褐色呈現在金屬的外部。盡管這道無法穿透的屏障看起來并不特別美麗,但它保護著下面的材料免受腐蝕。因此,鋁青銅即使在極端條件下,例如在海水或酸性環境中,也不會變形。


除了耐海水、腐蝕、結垢、侵蝕和穴蝕外,鋁青銅還具有耐磨性和耐熱性,最高可達400°C左右。此外,它們不需要經常性維護。從美學的角度來看,可以防止腐蝕的銅銹看起來可能不太漂亮,但不可被清理掉,因為在銅銹再次形成之前,金屬在短時間內不再具耐腐蝕性。


結論:


鋁青銅是一種耐腐蝕材料,適用于各種環境。即使在惡劣環境和與酸接觸的情況下,鋁青銅部件也保持完好。通過選擇鋁青銅,您可以從以下幾個方面獲得經濟利益:適中的采購成本、較低的維護成本,以及減少因缺陷部件引起的故障而產生的生產停機時間。許多制造商已經從鋁青銅的諸多優勢中受益。


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