Mae ffoil alwminiwm a dalen yn gwrthsefyll cyrydiad oherwydd bod ffilm gryno ocsid sydd â thrwch ychydig o nanometrau yn ffurfio o fewn milieiliadau ar ôl dod i gysylltiad ag aer. Mae'r ffilm hunan-adnewyddu honno'n esbonio pam mae ffoil noeth yn goroesi blynyddoedd o wasanaeth dan do, ac mae ei derfynau'n esbonio pam mae'r un deunydd yn methu'n gyflym yn yr awyr agored neu mewn gweithfeydd cemegol. Mae deall y llinell sylfaen electrocemegol yn gwneud y dewis o anodio, cotio neu ddyluniad ar y cyd yn llawer mwy rhagweladwy.
Pam mae Alwminiwm yn Cyrydu: Y Llinell Sylfaen Electrocemegol
Yn y gyfres galfanig mae alwminiwm yn anodig iawn ac yn eistedd yn fwy negyddol na'r rhan fwyaf o fetelau strwythurol ar wahân i magnesiwm a sinc. Pan fydd alwminiwm yn cael ei gyplysu â dur, dur di-staen neu gopr ym mhresenoldeb electrolyte, mae'r alwminiwm yn dod yn anod aberthol ac mae'r metel mwy nobl yn gyrru ei ddiddymu.
Mae'r ocsid brodorol hefyd yn amffoterig: mae'n sefydlog ar draws tua pH 4 i pH 9 ac yn hydoddi'n gyflym mewn asidau cryf neu alcalïau. Felly nid yw dŵr glaw, glanedyddion niwtral a'r rhan fwyaf o olewau hydrocarbon yn achosi llawer o ddifrod, tra gall descaler asidig neu olchiad costig dynnu'r rhwystr mewn munudau. Mae pob mesur amddiffynnol a drafodir isod naill ai'n tewhau'r rhwystr hwn, yn ei sefydlogi'n gemegol, neu'n dileu'r amodau sy'n ei rwygo.
Sut mae'r Prif Ffurfiau Cyrydiad yn Datblygu
Mae methiannau ar ffoil, dalen ac allwthiadau yn dilyn sbardunau penodol, a dylid eu gwahanu cyn dewis cynllun amddiffyn.
| Ffurflen cyrydu | Sbardun | Lle mae'n ymddangos | Gwrthfesur ymarferol |
|---|---|---|---|
| tyllu | Mae ïonau clorid yn treiddio i bwyntiau gwan yn y ffilm ocsid | Arwynebau ffoil, stoc coil, amlygiad morol neu arfordirol | Cyfyngu cyswllt clorid, nodi arwynebau anodized neu orchuddio |
| Intergranular | Ffiniau grawn wedi'u sensiteiddio mewn aloion Al{{0}Mg 5xxx wedi'u dal uwchlaw 65 gradd | Weld gwres-parthau yr effeithir arnynt a gwres-plât agored | Rheoli datguddiad thermol, dewiswch dymer sensiteiddio isel |
| Agen | Electrolyt llonydd mewn bylchau, pH o dan 4 neu uwch na 9 | Cymalau glin, seddi gasged, rhyngwynebau clymwr | Sêl uniadau, osgoi gasgedi amsugnol, dylunio ar gyfer draenio |
| Galfanig | Cyswllt â metel mwy nobl ynghyd â phont electrolyt | -fframiau metel cymysg, caewyr, cromfachau | Inswleiddiwch y cyd, rheoli'r gymhareb arwynebedd, gorchuddiwch y ddau fetel |
| Exfoliation | Microstrwythur sensitif wedi'i gyfuno â gwead treigl | Ymylon rhannau trwchus wedi'u rholio neu eu hallwthio | Rheoli tymer a thriniaeth wres, selio ymylon agored |
Peirianneg Arwyneb ar gyfer Gwrthsefyll Cyrydiad Uwch
Triniaeth arwyneb yw'r lifer mwyaf uniongyrchol. Mae pob proses islaw cost, trwch ac ymddangosiad yn wahanol, felly dylai'r fanyleb ddilyn y dosbarth datguddiad yn hytrach na'r gwrthwyneb.
Anodioyn adeiladu haen ocsid 5-150 µm gyda strwythur mandwll colofnog; mae selio'r mandyllau hynny yn cau'r prif lwybr clorid a gellir ei gyfuno â lliwio.
Gorchudd trosiyn hanesyddol yn dibynnu ar atalyddion cromiwm hecsfalent a roddodd effaith hunan-iacháu. Oherwydd bod Cr(VI) wedi'i gyfyngu, haenau trosi cromiwm a chromiwm trifalent-ditaniwm neu zirconiwm rhydd yw'r fanyleb arferol bellach.
Plasma ocsidiad electrolytigyn creu haenau alwmina ceramig hyd at tua 300 µm o drwch gyda chaledwch yn agosáu at 2000 HV, sy'n addas lle mae sgraffiniad a chorydiad yn gweithredu gyda'i gilydd.
Sol{0}}haenau geldefnyddio gwasgariadau nanoronynnau zirconia i ffurfio rhwystr cemegol trwchus sy'n bondio'n cofalent i'r ocsid.
Toddi arwyneb laseryn mireinio'r-microstrwythur arwyneb agos ac yn hydoddi gronynnau rhyngfetelaidd a fyddai fel arall yn gweithredu fel safleoedd cychwyn tyllu.
Rheolau Dylunio Sy'n Atal Ymosodiad Galfanig ac Agen
Mae geometreg yn aml yn penderfynu ar berfformiad cyrydiad yn fwy na dewis aloi. Mae'r rheolau canlynol yn rhad ar y cam lluniadu ac yn gostus i'w hôl-osod.
Ynyswch fetelau annhebyg gyda wasieri deuelectrig, llewys neu gasgedi; mae standoff 0.1 mm yn ddigon i dorri'r llwybr dargludol.
Cadwch y gymhareb arwynebedd catod i anod yn geidwadol, o dan tua 1:100 lle mae cydran alwminiwm bach yn cwrdd â strwythur di-staen mawr.
Defnyddiwch anodau sinc aberthol neu breimwyr cyfoethog o sinc ar gyfer cydosodiadau tanddwr a morol.
Osgoi gasgedi amsugnol a bylchau dall sy'n dal electrolyte; darparu draeniad fel na all lleithder eistedd mewn agennau.
Llenwch uniadau clymwr gyda seliwr dargludol fel nad yw electrolyte byth yn cyrraedd y rhyngwyneb edau.
Profi, Cymhwyso a Monitro{{0}Mewn Gwasanaeth
Mae cymhwyster labordy fel arfer yn dechrau gyda chwistrelliad halen niwtral i ASTM B117 neu ei gyfwerth ISO 9227, niwl sodiwm clorid 5% wedi'i ddal ar 35 gradd, gan adrodd yr oriau i rwd gwyn cyntaf neu bothellu. Offeryn sgrinio yw chwistrell halen yn unig; mae rhaglen lawn yn ychwanegu dulliau electrocemegol a maes.
Mae sbectrosgopeg rhwystriant electrocemegol yn datrys ymwrthedd rhwystr a chynhwysedd cotio trwy osod cylchedau cyfatebol, gan ganfod diraddiad cyn bod ymosodiad yn weladwy.
Mae profion cyrydiad cylchol bob yn ail â chamau niwl halen, lleithder a sychu i atgynhyrchu gwasanaeth go iawn yn fwy ffyddlon na chwistrellu parhaus.
Mae mesur esblygiad hydrogen yn mesur cyfraddau diddymu mewn cyfryngau asidig.
Mae sganio mapio stiliwr Kelvin yn canfod gwahaniaethau potensial graddfa micro sy'n nodi tyllu cychwynnol.
Mae monitro maes yn defnyddio stilwyr gwrthiant trydanol ar gyfer colledion metel, synwyryddion sŵn electrocemegol ar gyfer pytiau dros dro, araeau aml-electrod ar gyfer mapio trawiad lleol a synwyryddion pH optig wedi'u mewnosod mewn haenau i amlygu safleoedd diffygion.
Mae mapio potensial robotig yn cefnogi archwilio arwynebau tanciau a llongau mawr heb sgaffaldiau.
Mae paru'r drefn brofi â'r amgylchedd go iawn yn gwneud rhaglen gyrydiad yn gredadwy: mae angen datguddiad halen ar glorid, mae cyswllt alcalïaidd yn gofyn am brofion trochi, ac mae angen profion cyplu galfanig ar gynulliadau metel cymysg yn hytrach na phrofion cwpon ynysig.
Cwestiynau Cyffredin
C: Pa aloion alwminiwm sydd fwyaf agored i gyrydiad rhyngrannog?
Al-Mg 5xxx aloion yw'r cas clasurol. Pan fydd microstrwythur sensiteiddiedig yn datblygu ar ffiniau grawn ar ôl amlygiad hirfaith uwchlaw tua 65 gradd , mae'r ffiniau'n cyrydu'n ffafriol, felly mae angen tymereddau sensiteiddio isel ar wres - plât agored a pharthau weldio.
C: A yw anodio bob amser yn well na gorchudd trosi?
Ddim yn gyffredinol. Mae anodio yn rhoi rhwystr sy'n gallu gwrthsefyll sgraffiniad mwy trwchus, caletach, tra bod gorchudd trawsnewid yn deneuach, yn rhatach ac yn cadw ymwrthedd cyswllt trydanol yn well, sy'n bwysig ar gyfer llwybrau sylfaen.
C: Pam nad yw profion chwistrellu halen yn rhagweld bywyd gwasanaeth yn uniongyrchol?
Mae niwl parhaus yn cadw'r arwyneb yn wlyb ac yn gyfoethog o ran clorid, sy'n gor-bwyso o'i gymharu â chylchredau sychu, datguddiad UV a difrod mecanyddol. Mae cyfundrefnau cylchol a phaneli amlygiad maes yn cyd-fynd â gwasanaeth go iawn yn llawer gwell.
C: Sut y gellir rheoli cyrydiad galfanig lle mae ynysu yn amhosibl?
Rheoli'r gymhareb arwynebedd fel bod yr anod alwminiwm yn fawr o'i gymharu â'r catod, gorchuddio'r metel cathodig, a derbyn ymddygiad aberthol rheoledig lle gellir disodli'r anod ar gyfnodau wedi'u cynllunio.
C: Beth yw'r ffordd gyflymaf o ganfod chwalfa cotio yn y maes?
Mae sbectrosgopeg rhwystriant electrocemegol a mapio chwiliwr Kelvin sganio yn canfod colli perfformiad rhwystr cyn cyrydiad gweladwy, ac mae chwilwyr gwrthiant trydanol yn rhoi tuedd colled metel parhaus ar asedau critigol.
C: A yw haen ocsid mwy trwchus yn gwarantu bywyd hirach?
Dim ond os yw'n parhau i fod yn gyfan ac wedi'i selio. Mae mandyllau heb eu selio, difrod peiriannu ac ymylon miniog yn creu safleoedd cychwyn, felly mae amddiffyniad ymyl a disgyblaeth yn bwysig cymaint â thrwch cotio enwol.
