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避免铝腐蚀

铝具有非常高的氧亲和力。在自由空气下,铝表面氧化并迅速形成一层薄薄的氧化铝。该层是化学惰性的,使铝耐腐蚀。然而,薄膜在某些情况下会溶解,随后会出现局部腐蚀。因此,了解铝腐蚀的潜在因素势在必行。

下面,我们详细介绍了铝腐蚀可能发生的一些不同方式,以及为避免这种情况而实施的一些最佳预防措施。

不同类型的铝腐蚀

铝腐蚀的发生原因有很多,具体取决于它所处的环境或添加到其中以改变其特性的材料。以下是一些最常见的铝腐蚀类型的简要说明:

敏化腐蚀

镁通常添加到铝中以增加其机械强度和延展性。然而,在建造过程中添加过量的镁(超过 3%)会导致晶间和剥落类型的腐蚀,也称为敏化。当铝暴露在高温下时,也会发生这种情况,使镁向晶界迁移,造成晶间腐蚀。

电偶腐蚀

当处于电化学环境中时,两种化学势不同的金属由于形成闭合回路而经历离子交换。当铝与钢或铜等高贵金属一起经受高盐或潮湿环境时,通常会注意到这种现象,从而导致铝氧化。这被称为电偶腐蚀。作为一种不太贵重的金属,铝会发生氧化反应,而相关的金属会发生还原反应。当铝板在两种金属相遇的交叉区域周围出现白色斑块时,就证实了它的存在。

点蚀

当保护表面磨损后,小面积的铝材暴露在腐蚀性环境中,就会发生点蚀。随着时间的推移,金属表面会由于厚度的损失而形成小凹坑。然而,它的发生几率只有在非常潮湿、盐分的环境中才会增加,例如在海水中。

缝隙腐蚀

缝隙腐蚀是由于各种原因形成的缝隙内的电化学浓度停滞,随着时间的推移而发展起来的局部过程。例如,铝板和钢螺栓之间的微小缝隙可以启动该过程。如果缝隙中积聚盐水并析出铝,溶液会提高缝隙的pH值,从而进一步加快腐蚀速度。由于无意的设计错误和使用低等级合金也可能产生裂缝,因此必须由合格的专家进行必要的设计前质量检查。

如何避免铝腐蚀

为避免腐蚀并保持工业应用中使用的铝材的完整性,请务必实施以下详述的方法。

购买前测试合金

为了解您打算采购的铝合金的耐腐蚀性能,您可以要求供应商进行以下标准测试:

  1. NAMLT(硝酸质量损失测试)
  2. 资产(剥落腐蚀敏感性的视觉评估)

NAMLT 涵盖了通过测量样品在浓硝酸下每单位面积的质量损失来测试 5xxx 系列合金的晶间腐蚀性能的程序。另一方面,ASSET 提供了对剥落腐蚀行为的可靠预测。敏感性是通过在 65 ±1°C 下将样品置于四种不同化学物质的标准混合物中 24 小时后目测确定的。

复合补丁的应用

强烈建议使用复合补丁修复来有效解决航空航天和海洋工业中与应力相关的裂缝。将复合薄膜或糊剂涂在难以焊接的裂缝上以封闭间隙。对于昂贵的组件更换来说,它是一种具有成本效益的替代方案。但是,必须仔细选择正确的粘合解决方案才能保持结构完整性和性能。

避免电流接触

由于电偶腐蚀依赖于闭合电气回路的蓬勃发展,因此避免它的最简单方法之一是在断开电路的耦合点之间引入适当的绝缘。根据应用领域和环境挑战,可以使用衬套、垫圈、垫圈或涂层。

使用腐蚀预测软件

行业可以充分利用先进的腐蚀预测软件来研究不同合金的腐蚀敏感性。预测计算为阈值温度和氯化物浓度的函数。此类应用对于预测合金的应用极限以避免点蚀、缝隙和应力腐蚀非常有用。

使用高级合金

并非所有生产的铝都具有相同程度的耐腐蚀性。因此,知道将哪种铝用于特定应用可能会让您免于将来的麻烦。 5xxx 系列和 6xxx 系列铝合金在盐水环境中均表现出最佳的耐腐蚀性。它们具有中等强度的强度,并具有出色的耐腐蚀性。

下表列出了备受追捧的铝合金及其耐腐蚀性。

铝合金系列 耐腐蚀程度
1100 优秀
3003
5052 优秀
6061 优秀
6063
7075 平均

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