Меню

Коррозия свинца в контакте с медью

В контакте с другими металлами

Когда два разнородных металла вступают в контакт, и присутствует электролит, такой как влага, то возникает вероятность биметаллической коррозии у более электроотрицательного или анодного металла, как определено в электрохимическом ряду, который корродирует в первую очередь, предотвращая коррозию другого металла.

Биметаллический эффект является основой для защиты, которую цинковое покрытие (горячее цинкование) обеспечивает для малых зон незащищённой стали, если покрытие повреждено. Цинковые покрытия корродируют в первую очередь, защищая металл, который ниже его в электрохимическом ряду. Степень биметаллической коррозии будет зависеть от числа таких факторов, как контактируют металлы, соотношение площадей контактирующих металлов и условий эксплуатации. Как правило уровень биметаллической коррозии будет увеличиваться с увеличением разницы потенциалов между двумя металлами, например, как далеко расположены друг от друга два металла в гальваническом ряду напряжений. Однако потенциал может изменяться вследствие образования оксидного слоя и не может быть использован для определения степени возникновения биметаллической коррозии, так как другие факторы, которые приведены ниже, также важны. Соотношение площадей контактирующих металлов имеет существенное значение, и в идеале соотношение металлов анод-катод должно быть высоким. Если соотношение уменьшается, то могут возникнуть проблемы вследствие высокого уровня восстановления кислорода, которое может привести к увеличению коррозии анодного металла. Воздействующие условия имеют большое значение, т.к. для биметаллической коррозии электролит должен связать два имеющихся металла. В результате, в сухой окружающей среде (внутри помещения) вероятность биметаллической коррозии очень низкая, в то время как во внешних атмосферных условиях вероятность увеличивается, вследствие наличия влаги в виде дождя и конденсации. Наиболее худшими условиями является погружение в раствор, где электролит постоянно соединяет два металла. Обычно любая возможность биметаллической коррозии может быть ослаблена электрической изоляцией двух металлов друг от друга. Для болтовых соединения могут быть обеспечены при использовании неопреновых или пластиковых шайб, в то время как для перекрытых поверхностей это может быть достигнуто использованием пластиковых прокладок или окрашиванием одной из поверхностей подходящей системы лакокрасочного покрытия. Обычно горячеоцинованная сталь хорошо функционирует в контакте с наиболее распространенными конструкционными металлами, когда в атмосферных условиях, обеспечивается высокое отношение площадей оцинкованной стали к другому металлу. И наоборот, в условиях погружения эффект биметаллической коррозии существенно увеличивается, и обычно требуется изоляция.

Медь и латунь

Если установка требует, чтобы контакт между гальванизированными материалами и медью или латунью в сырой или влажной окружающей среде, может произойти быстрая коррозия цинка. Даже сточные воды могут содержать достаточное количество растворенной меди, чтобы вызвать быструю коррозию.

Если использование меди или латуни в контакте с гальванизированными покрытиями неизбежно, должны быть приняты меры предосторожности, чтобы предотвратить электрический контакт между этими двумя металлами. Поверхность разъема должна быть изолирована непроводящими прокладками; соединения должны быть выполнены с изолирующим крепежом и уплотняющей втулкой. Это должно гарантировать, что вода повторно не распространиться и потоки воды от гальванизированной поверхности к медной или латунной не реверсирует.

Читайте также:  Взаимодействие цинка с медью в воде

Алюминиевая и нержавеющая сталь

В умеренных атмосферных условиях умеренной влажности, контакт между оцинкованной поверхностью и алюминия или нержавеющей стали, вряд ли вызовет существенную инкрементную коррозию. Тем не менее, при очень влажных условиях, оцинкованной поверхности может потребоваться электрическая изоляция от алюминия или нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь

Когда гальванизированные болты используются на нержавеющей стали, цинк первоначально жертвует собой, пока защитный слой ржавчины не разовьется на нержавеющей стали. Как только этот слой ржавчины разовьется, он формирует слой изоляции, который предотвращает дальнейшую защиту цинка. Цинковое покрытие должно быть достаточно толстым, чтобы продлить защиту от ржавчины в течение несколько лет. У гальванизированных болтов выполненных горячим методом хватает цинкового покрытия, чтобы продлить защиту с минимальной потерей в эксплуатации покрытия.

Металл Воздействие атмосферы Погруженное состояние
Сельская местность Промышленные/городские районы Прибрежная зона Пресная вода Морская вода
Аллюминий а а-б а-б б б-в
Латунь б б а-в б-в в-г
Бронза б б б-в б-в в-г
Литейный чугун б б б-в б-в в-г
Медь б б-в б-в б-в в-г
Свинец а а-в а-б а-в а-в
Нержавеющая сталь а-б а-б а-б б б-в

a — Цинковое покрытие будет испытывать или дополнительную коррозию, или только незначительную. дополни- тельную коррозию, которая обычно допускается при эксплуатации.
Б — Цинковое покрытие будет испытывать незначительную или умеренную дополнительную коррозию, которая может быть допустимой в некоторых случаях эксплуатации.
В — Цинковое покрытие будет испытывать сильную дополнительную коррозию, необходимы защитные меры.
Г — Цинковое покрытие будет испытывать сильную дополнительную коррозию, контакта рекомендуется избегать.

Руководство, связанное с конкретным применением, касающимся оцинкованных стальных изделий в контакте с указанным металлом или сплавом.

а) Алюминий – Вероятность увеличения биметаллической коррозии вследствие атмосферного кон- такта с алюминием относительно низкая. Применение оцинкованной стали и алюминия, используемые в сочетании друг с другом, является плакирование алюминием. В этом случае рекомендуется изоляция вследствие большой площади поверхности алюминиевых пластин.

б) Медь – Вследствие большого потенциала, установившегося при контакте между сталью с цинковым покрытием, и медью и медьсодержащими сплавами, рекомендуется применение электроизоляции (даже в атмосферных условиях). При конструировании рекомендуется избегать стока воды с меди на оцинкованные изделия, так как малые количества меди, растворенной в воде, могут откладываться на изделии, что приведет к биметаллической коррозии.

в) Свинец – Вероятность биметаллической коррозии со свинцом в атмосферной среде низкая и нет информации о проблемах, касающихся, например, применения свинцовой гидроизоляции оцинкованных изделий и использование свинца в опорах с цинковым покрытием.

г) Нержавеющая сталь – Применение нержавеющей стали с оцинкованной сталью используется в виде гаек и болтов в атмосферных условиях. Учитывая низкий потенциал для биметаллической коррозии и малую площадь поверхности крепежных изделий из нержавеющей стали, биметаллическая коррозия обычно отсутствует, практика показывает необходимость сохранения изоляции, используя изолирующие шайбы. Практический опыт показывает, что там, где отношение площади поверхности цинка к площади другого металла большое, и указана категория «а» или «а – б», дополнительная коррозия как результат контакта будет незначительной или будет отсутствовать. Если соотношение площадей поверхностей уменьшено или выше, может потребоваться изоляция.

Читайте также:  Комплекс аммиака с медью

Источник

Коррозия свинца в контакте с медью

20 Ноября 2016
Согласно знаменитой поговорке, «электротехника — наука о контактах».

Любому электромонтажнику известно, что нельзя скручивать между собой медный и алюминиевый провода. Медная шина заземления или латунная стойка для платы плохо сочетаются с оцинкованными винтиками, купленными в ближайшем строительном супермаркете — коррозия может уничтожить электрический контакт. Голая алюминиевая деталь вообще может постепенно превратиться в прах, если к ней приложить даже низковольтное напряжение.

В советских ГОСТах было написано почти всё о допустимых контактах металлов, однако сейчас может быть весьма неудобно искать в старых документах информацию о соединениях. Хабраюзер @teleghost собрал все данные в одной таблице.

Далее приведена выдержка из ГОСТ 9.005-72 для средних атмосферных (т.е. комнатных) условий. Кликабельно.

Несколько слов о металлах.

Оцинкованная сталь — основная рабочая лошадка народного хозяйства. В виде различных метизов «оцинковка» встречается в магазинах стройматериалов гораздо чаще, чем, например, нержавейка. Фабричные корпуса ПК, технологические ящички и шкафчики для оборудования чаще всего выполнены из оцинкованной холоднокатанной стали толщиной порядка 1мм.

Нержавеющая сталь — королева сталей: прочная, пластичная, стойкая к коррозии, электропроводная, круто выглядит. Слишком тугая, чтобы резать и гнуть её дома в промышленных масштабах. Хромистые и хромисто-никелевые нержавейки электрически плохо совместимы с цинком и «голой» сталью, зато дают надёжный контакт с медью без помощи олова. Алюминий, а также азотированная, оксидированная и фосфатированная низколегированная сталь ограниченно совместимы при стандартных атмосферных условиях. Нержавейка марки А2 не «магнитится», но существуют и нержавеющие стали с магнитными свойствами. Магнитные свойства не влияют на коррозионную стойкость нержавеющей стали.

Алюминий и его сплавы бывают анодированные (с защитным слоем) и обычные (неанодированные). Алюминий легко обрабатывать в домашних условиях, но необходимо помнить о коррозии. Не используйте голый алюминий в качестве проводника даже с низковольтным напряжением, иначе ток медленно обратит деталь в прах. Обработанным в мастерской алюминиевым и дюралюминиевым деталям показана полная эквипотенциальность (наведённые полями токи вроде бы по фиг, заземлять тоже можно). Алюминий совместим с цинковым покрытием, но для контакта с медью, «голой» или никелированной сталью требуется оловянная «прокладка». Ограниченно допустим контакт алюминия с нержавейкой в атмосферных условиях. Для простоты можно принять, что при контакте с другими металлами и покрытиями алюминий будет корродировать сам по себе, без помощи внешнего электричества.

Медь мягкая и довольно неаппетитно окисляется на воздухе, поэтому изделия из меди заключают в герметичную оболочку или лакируют. Латунные бляхи солдатских ремней и стойки для электронных печатных плат лучше сопротивляются окислению и выглядят аппетитнее позеленевшей меди, особенно если их периодически полировать (я про бляхи, конечно). При этом ни медь, ни её сплав с цинком (латунь) «не дружат» с чистым цинком и его покрытиями. Зато медь совмещается с хромом, никелем и нержавейкой. А если вы держите в руках какую-нибудь клемму, то она наверняка из лужёной (покрытой оловом) меди.

Читайте также:  Все возможные реакции с медью

Олово относительно стойко к коррозии (в комнатных условиях) и электрически совместимое почти со всем, кроме чугуна, низколегированных и углеродистых сталей и магния. Не стоит паять оловом и бериллий, будьте внимательны при сборке домашнего ядерного реактора. Олово используют, чтобы из недопустимого электрического контакта получить допустимый, т.е. в качестве «прокладки». Клеммы из лужёной меди — отличный пример.

Не следует использовать олово при низких температурах — с прошлого века известна т.н. «оловянная чума» — полиморфное превращение т. н. «белого олова» в «серое» (b-Sn → a-Sn), при котором металл рассыпается в серый порошок. Причина разрушения состоит в резком увеличении удельного объёма металла (плотность b-Sn больше, чем a-Sn). Переход облегчается при контакте олова с частицами a-Sn и распространяется подобно «болезни». Наибольшую скорость распространения оловянная чума имеет при температуре —33°С; свинец и многие др. примеси её задерживают. В результате разрушения «чумой» паянных оловом сосудов с жидким топливом в 1912 погибла экспедиция Р. Скотта к Южному полюсу.


Оловянная чума (распад олова при низких температурах).

Никелем покрыты блестящие «компьютерные» винтики. Такое покрытие совместимо с медью и бронзой, латунью, оловом, хромом и нержавеющей сталью. Никель несовместим с цинком и алюминием (для алюминия лучше контакт с нержавеющей сталью, см. ниже).

Особенности коррозионной агрессивности неметаллов. Приложение 3б к ГОСТ 9.005-72:

  1. Коррозионная агрессивность органических материалов определяется активностью выделяющихся продуктов старения.
    • Коррозионная агрессивность фенопластов, аминопластов, пенопластов, формальдегидных клеев определяется выделением формальдегида, возможностью его окисления до муравьиной кислоты и уротропина, который может быть источником аммиака.
    • Коррозионная агрессивность материалов из древесины определяется выделением растворов уксусной и муравьиной кислот.
    • Коррозионная агрессивность эпоксидных материалов определяется наличием в них свободного хлора и хлористого водорода, карбоновых и дикарбоновых кислот.
    • Коррозионная агрессивность резинотехнических изделий определяется содержанием в них серы и ее соединений, соединений водорода с галогенидами, органических соединений с окислительными свойствами.
  2. Полимерные материалы, получаемые реакцией конденсации (эпоксидные, полиэфирные и т.п.), обладают наибольшей коррозионной агрессивностью в период отверждения. Процесс отверждения в замкнутых объемах конструкции проводить не рекомендуется.
  3. Облучение неметалла ионизирующим облучением (ультрафиолетовым, гамма-облучением и т.д.) может увеличивать его коррозионную агрессивность.
  4. Коррозионная агрессивность неметалла при прямом контакте с металлом определяется его водо- и кислородопроницаемостью. Значения водо- и кислородопроницаемости для ряда неметаллов приведены в табл.4 и 5.

Источник

Adblock
detector