Что такое гальванопара из металлов


Гальванические пары металлов

Обучение и техническая поддержка для проектировщика на Prof-il.ru

Гальванические пары металлов

Атмосферная коррозионная стойкость алюминия обьясняется наличием оксидной пленки, образующейся сразу после взаимодействия металла с кислородом воздуха (Литер.: В.Ф. Хенли "Анодное оксидирование алюминия и его сплавов").

Табл. 1 Совместимость металлов и сплавов

С - совместимые

 

Н - несовместимые

 

П - совместимые при пайке, но несовместимые при непосредственном соприкосновении, так как образуют гальваническую пару

 

ПОС - припой оловянно-свинцовый

 

Сталь - нелегированная

 

Пример нежелательных гальванических пар:

 

1 ПАРА: алюминий и все сплавы на его основе не рекомендуется и недопустимо сочетать:

- с медью и ее сплавами

- с серебром

- с золотом

- с платиной

- с палладием

- с родием

- с оловом

- с никелем

- с хромом

 

2 ПАРА: алюминий и все сплавы на его основе не рекомендуется и недопустимо сочетать:

- с титаном и с его сплавами

3 ПАРА: магниево-алюминиевые сплавы не рекомендуется и недопустимо сочетать:

- с хромом

- со свинцом

- со сталью легированной и нелегированной

- с медью

- с серебром

- с золотом

- с платиной

- с палладием

- с родием

- с оловом

- с никелем

 

4 ПАРА: цинк и его сплавы не рекомендуется и недопустимо сочетать:

- с медью и ее сплавами

- с серебром

- с золотом

- с платиной

- с палладием

- с родием

 

5 ПАРА: никель и хром не рекомендуется и недопустимо сочетать:

- с медью и ее сплавами

- с серебром

- с золотом

- с платиной

- с палладием

- с родием

 

6 ПАРА: сталь нелегированная, олово, свинец, кадмий не рекомендуется и недопустимо сочетать:

- с серебром

- с золотом

- с платиной

- с палладием

- с родием

Рисунок 1  - Гальваническая коррозия двух деталей из разнородных металлов

 

Гальваническая коррозия более активного металла начинается в тот момент, когда две или более детали из разнородных металлов, имеющие взаимный контакт (благодаря обычному соприкосновению, или же посредством проводника) помещаются в электролит (любую жидкость, проводящую электричество). Электролитом может быть что угодно, за исключением химически чистой воды. Не только соленая морская, но и обычная вода из-под крана благодаря наличию минеральных веществ является превосходным электролитом, и с ростом температуры электропроводность ее только растет.

 

Катод — электрод, на котором происходит процесс восстановления, а анод — это электрод, где протекают окислительные процессы.

 

Ряд активности металлов (электрохимический ряд напряжений металлов)

1 - Активные металлы

 

2 - Металлы средней активности

 

3 - Неактивные металлы

 

Химическая коррозия - металлы защищают себя оксидной пленкой на своей поверхности, является ли она самовосстанавливающейся, вот вопрос, как в случае алюминия, нержавеющей стали, цветных металлов или же как у стали отделяется.

Рис 2 - многослойная панель на основе сотового или гофро алюминия "Perfaten"

Рис 3 - угловое соединение многослойной панели

Статья "Алюминиевая кассета", ссылка

Рис 4 - структура многослойной панели

Размеры: H= от 6 до 50мм.; L = до 9000 мм.

B = до 1600 мм.

FAQ 1: Гальваническая коррозия / коррозия разнородных металлов

Контакт между разнородными металлами происходит часто, но часто не является проблемой. Алюминиевая головка на чугунном блоке, припой на медной трубе, гальваника на стальной обрешетке и стальной крепеж в алюминиевом листе - типичные примеры.

Скачать FAQ по ASSDA 1 (PDF)


ЧТО ВЫЗЫВАЕТ ГАЛЬВАНИЧЕСКУЮ КОРРОЗИЮ?

Для возникновения гальванической, разнородной или электролитической коррозии необходимо выполнение трех условий:

  • Металлическое соединение должно быть смочено токопроводящей жидкостью
  • Должен быть контакт металла с металлом
  • Металлы должны иметь достаточно разные потенциалы

Смачивание стыка
Проводящей жидкостью (или электролитом) может быть дождевая вода или вода, абсорбированная поверхностными отложениями, если относительная влажность (RH) достаточно высока, или даже простая конденсация.Если отложения представляют собой морскую соль, они начнут растворяться, если относительная влажность превысит 34% из-за хлорида магния. Чем выше проводимость, тем сильнее гальванические эффекты. Соляное или промышленное загрязнение значительно увеличивает проводимость воды, поэтому гальванические эффекты обычно более сильны у побережья или в тяжелых промышленных зонах. Чистая дождевая вода с низкой проводимостью вызовет лишь незначительные гальванические эффекты. Одна из сложностей заключается в том, что во время испарения водяные пленки становятся более проводящими, поэтому изначально чистая вода может вызывать довольно активные гальванические эффекты, поскольку жидкость в щели под болтом или зажимом становится более концентрированной.Вода может быть исключена за счет конструкции или использования адгезивных герметиков или окраски благородного металла на 30–50 мм за стыком, чтобы предотвратить перенос заряженных атомов (ионов) в любой тонкой водной пленке. Покраска активного металла (углеродистой стали, алюминия или цинка) может вызвать глубокие отверстия на дефектах покрытия.

Контакт металл-металл
Гальваническая коррозия может возникнуть только в том случае, если разнородные металлы находятся в электрическом контакте. Контакт может быть прямым или посредством внешней трубы, провода или болта.Если разнородные металлы изолированы друг от друга подходящими пластиковыми полосами, шайбами ​​или втулками, то гальваническая коррозия не может возникнуть. Краска не является надежным электрическим изолятором, особенно под головками болтов, гайками, шайбами ​​или возле краев металлических листов. Краска обычно повреждается при установке или последующем перемещении. Обратите внимание, что слой пленки оксида хрома на нержавеющей стали очень тонкий и не является электрическим изолятором. Поэтому пленка оксида хрома не предотвращает гальваническую коррозию.

Возможные различия
Все металлы в некоторой степени растворяются при смачивании проводящей жидкостью. Степень растворения наиболее высока у активных или жертвенных металлов, таких как магний и цинк, и они имеют самый отрицательный потенциал. Напротив, благородные или пассивные металлы, такие как золото или графит, относительно инертны и имеют более положительный потенциал. Посередине находится нержавеющая сталь, хотя она более благородна, чем углеродистая сталь. Потенциал можно измерить с помощью электрода сравнения и использовать для построения гальванической серии, как показано ниже (стандарт ASTM G82).

Когда два металла соединены и контактируют с проводящей жидкостью, более активный металл вызывает коррозию и защищает благородный металл. Цинк более негативен, чем сталь, поэтому цинковое покрытие оцинкованной стали подвержено коррозии, чтобы защитить сталь от царапин или порезов. Нержавеющие стали, в том числе 304 и 316, обладают более высокими характеристиками, чем цинк и сталь, поэтому, когда нержавеющая сталь контактирует с оцинкованной сталью и является влажной, сначала коррозирует цинк, затем сталь, а нержавеющая сталь будет защищена эта гальваническая активность и не подвергнется коррозии.Скорость гальванической атаки определяется величиной разности потенциалов.

График показывает, что нержавеющая сталь имеет два диапазона потенциала. Обычное пассивное поведение показано светлой штриховкой. Однако, если пассивная пленка разрушается, нержавеющая сталь подвергается коррозии, и ее потенциал находится в диапазоне темных полос.

Как показывает опыт, если разность потенциалов меньше 0,1 В, гальваническая коррозия вряд ли будет значительной.

Если все три условия соблюдены, то вероятна гальваническая коррозия, и на скорость коррозии будут влиять относительная площадь и плотность тока, подаваемого благородным металлом.


ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ

Если благородный металл, такой как нержавеющая сталь, имеет большую площадь поверхности, контактирующую с электролитом, а жертвенный металл (например, алюминий) имеет очень маленькую площадь поверхности, контактирующую с электролитом, то нержавеющая сталь будет генерировать большой ток коррозии, который будет сосредоточено на небольшой площади жертвенного металла. Алюминий быстро подвергается коррозии, поэтому алюминиевые крепежи из нержавеющей стали неприемлемы.Однако часто используется нержавеющий винт из алюминия, хотя коррозия алюминия непосредственно вокруг нержавеющей стали вполне возможна. Это связано с тем, что соотношение смоченной благородной застежки A в активном металле может измениться с 1:50 до 1: 1 во время высыхания после ливня. Если загрязняющие вещества значительны, это означает, что избегание пар разнородных металлов может быть предпочтительным вариантом для предотвращения гальванической атаки.

Гальванизированные крепежные детали из нержавеющей стали также теряют цинк быстрее, чем отдельные изделия.Дополнительным недостатком является то, что продукт коррозии изменит цвет с белого на оранжевый, когда коррозия достигнет сплава цинк-железо у основания гальванизированного слоя. После этого начинается коррозия крепежа из углеродистой стали - снова более быстрыми темпами, чем при автономном воздействии.

Как показывает опыт, если смачиваемая площадь корродирующего металла в 10 раз больше смачиваемой площади благородного металла, то гальванические эффекты не являются серьезными, хотя чем больше это отношение, тем меньше эффект.


ДОСТУПНАЯ ПЛОТНОСТЬ ТОКА
Нержавеющая сталь

имеет эффективную пассивную пленку, поэтому доступный ток коррозии, переносимый заряженными атомами (ионами), довольно низок.Если сравнивать поведение пары медь / сталь и пары нержавеющая сталь / сталь, муфта медь / сталь представляет собой более серьезную гальваническую проблему, несмотря на аналогичное разделение потенциалов в 0,35 В.

Примеры приемлемых гальванических пар:

  • Потенциал медного сплава более активен, чем у нержавеющей стали, и он обеспечивает ток катодной защиты для ограничения точечной коррозии вала из нержавеющей стали или трещин на втулке подшипника. Глубина потери медного сплава невелика, поскольку он имеет очень большую площадь по сравнению с обнаженным валом.
  • Подвески для труб из оцинкованной стали используются для внешней подвески труб из нержавеющей стали вокруг химических заводов. Отношение площади поверхности плохое при большой площади нержавеющей стали и небольшой площади активного цинка / стали, но дождевая вода обычно имеет довольно низкую проводимость, и 20-летний срок службы является нормальным.
  • В водной промышленности заедание между резьбой и гайками из нержавеющей стали удалось избежать за счет использования гайки из алюминиевой бронзы на шпильках или болтах из нержавеющей стали. Хотя алюминиевая бронза более активна, чем нержавеющая сталь, проводимость воды и, следовательно, скорость коррозии, как правило, довольно низкая.Гайки потребуют замены, но только во время капитального ремонта.
  • Разность потенциалов между пассивным элементом 304 и пассивным элементом 316 мала, поэтому гальваническая коррозия 304 не ожидается даже при больших соотношениях площадей.

Неприемлемые пары материалов включают резиновое уплотнение с таким высоким содержанием технического углерода (для устойчивости к ультрафиолетовому излучению), что оно является проводящим и вызывает гальваническое воздействие на винт или штифт из нержавеющей стали. Прокладки, содержащие графит, вызывают аналогичные проблемы для фланцев из нержавеющей стали, и их нельзя использовать для морской воды независимо от сплава нержавеющей стали.Неизолированные крепления из нержавеющей стали не допускаются для настенного или кровельного покрытия Colorbond®, так как гальванический ток от корродирующего Zincalume® вызывает вздутие краски.


GALVANIC СЕРИИ

ВАЖНЫЙ ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Технические рекомендации, содержащиеся в этой публикации, обязательно носят общий характер, и на них нельзя полагаться для конкретных приложений без предварительного получения компетентного совета. Несмотря на то, что ASSDA предприняла все разумные шаги для обеспечения точности и актуальности информации, содержащейся в данном документе, ASSDA не гарантирует точность или полноту информации и не несет ответственности за ошибки или упущения.

.

Что такое гальваническая коррозия и как ее предотвратить?

Гальваническая коррозия, также известная как биметаллическая коррозия, представляет собой электрохимический процесс, при котором один металл корродирует, а не другой металл, с которым он контактирует, через электролит.

Гальваническая коррозия возникает, когда два разнородных металла погружены в проводящий раствор и электрически соединены. Один металл (катод) защищен, а другой (анод) подвержен коррозии. Скорость атаки на анод увеличивается по сравнению со скоростью, когда металл разъединен.

Например, если соединить алюминий и углеродистую сталь и погрузить в морскую воду, алюминий будет корродировать быстрее, а сталь получит защиту. Гальваническую коррозию можно предотвратить с помощью:

  1. Выбор материалов с аналогичным потенциалом коррозии.
  2. Разрыв электрического соединения путем изоляции двух металлов друг от друга.
  3. Нанесение покрытий на оба материала. Покрытие на катоде является наиболее важным и должно быть в хорошем состоянии, в противном случае электрохимическая коррозия может усугубиться.
  4. Разделение двух материалов с помощью прокладки подходящего размера.
  5. Установка расходуемого анода, анодного по отношению к обоим металлам.
  6. Добавление ингибитора коррозии в окружающую среду.

Если эти меры нецелесообразны, скорость атаки можно минимизировать, оставив площадь анода относительно катода большой, т.е. более 10. В качестве альтернативы, анод может быть спроектирован с соответствующим допуском на коррозию.

Гальваническое воздействие может вызвать преимущественную коррозию сварных швов в определенных условиях.Например, в морской воде металл сварного шва из углеродистой стали может быть подвержен сильной коррозии, в то время как соседний основной материал не подвержен коррозии.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

.

ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ - catalao.cml


ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ

Что такое катодная защита и зачем она нужна вашей лодке или яхте?


Электрохимическая коррозия металлов - один из самых разрушительных процессов, влияющих на лодку в течение всего срока ее службы. Катодная защита предназначена для предотвращения коррозии за счет изменения электрохимических характеристик металла под действием электрического тока.

Подводное металлическое оборудование вашей лодки, такое как гребные винты, валы, стойки, сквозные корпуса, а также корпуса из стали и алюминия, подвержены электрохимической коррозии. Различают несколько видов коррозионных воздействий:

Гальваническая коррозия

- возникает, когда два или более металла с различным гальваническим напряжением электрически соединены и смачиваются водой. Это результат естественной тенденции более активного металла отдавать электрический ток менее активному металлу.Гальваническая коррозия может возникнуть в пресной или соленой воде.


Коррозия рассеянным током

- возникает, когда подводные металлы находятся под напряжением из-за электрического тока, который отклоняется от электрического проводника или устройства, питаемого от батареи, генератора или док-станции. Это результат электрической неисправности.

Едкая атака по дереву - повреждение древесины происходит из-за чрезмерной катодной защиты. Это результат отсутствия надлежащего контроля катодной защиты или электрического повреждения.

Едкое нападение на алюминий - повреждение алюминиевого корпуса, кормового привода или других алюминиевых деталей происходит из-за чрезмерной катодной защиты. Это результат отсутствия надлежащего контроля катодной защиты или электрического повреждения.

Первая попытка борьбы с подводной коррозией была предпринята в 19 веке. В этом методе цинковые аноды размещаются на металлических деталях. Невероятно, но около 98% владельцев прогулочных судов в мире до сих пор пользуются этим профилактическим методом! Нет точных средств контроля эффективности анода с помощью этого метода.Слишком слабая защита приводит к коррозии. Слишком большая защита может привести к едкому воздействию на древесину, потере противообрастающей краски или других подводных покрытий на металлической арматуре, едкой коррозии алюминиевых лодок и охрупчиванию высокопрочной стали. Используя этот произвольный, старомодный метод, владельцам судов никогда не гарантируется 100% защита; они тратят больше времени и денег на замену цинковых пластин; из-за неэффективности системы в воду попадает больше ионов цинка и кадмия - возможно, по

.

Что такое гальванический элемент? (с изображением)

Гальванический элемент, также известный как гальванический элемент, является частью батареи, состоящей из двух металлов, соединенных соляным мостиком или пористым диском. Это специальный тип электрохимической ячейки, в которой используются химические реакции для генерации электродвижущей силы и электрического тока. Большинство батарей включает в себя несколько таких ячеек.

Батарея содержит несколько гальванических элементов.

В конце 18 века итальянский ученый Луиджи Гальвани обнаружил, что он может заставить сокращаться мышцы ноги мертвой лягушки, соединяя два разных металла друг с другом и одновременно касаясь ими ноги. Гальвани назвал свое открытие «животным электричеством», а современники назвали его гальванизмом. Сегодня область науки, вытекающая из исследований Гальвани, известна как биоэлектромагнетизм.

Гальванический элемент состоит из двух полуэлементов, каждый с металлическим электродом и раствором соли того же металла.Цинк и медь обычно используются в качестве двух металлов. Раствор содержит катион, или положительно заряженный ион металла, и анион, отрицательно заряженный ион, чтобы уравновесить заряд катиона. В каждой полуячейке происходит окислительно-восстановительная реакция, или окислительно-восстановительная, с производством электроэнергии.

В одной полуячейке металл окисляется, образуя в результате катионы; в другой ячейке катионы в растворе приобретают электроны, теряют свой отрицательный заряд и становятся стабильными молекулами металла, которые собираются на электроде.Если цепь подключена, с проводами, идущими от каждого электрода и контактирующими друг с другом напрямую или через какой-либо проводящий материал, происходит поток электронов из окислительной полуячейки в восстанавливающую полуячейку. Полуэлемент, который выделяет катионы, известен как анод, а тот, который притягивает катионы, называется катодом.

Две полуэлементы в гальваническом элементе должны храниться отдельно, чтобы сохранить состав солевых растворов, поэтому они соединены соляным мостиком или пористой пластиной.Солевой мостик служит не только для разделения растворов, но и для обеспечения потока анионов из восстановительной ячейки в окислительную ячейку для уравновешивания потока электронов. Напряжение ячейки - это сумма напряжений каждой полуячейки. Чтобы ячейка функционировала, должен происходить равный перенос электронов от одной полуячейки к другой. Он производит постоянный ток (DC) или поток электричества только в одном направлении, в отличие от переменного тока (AC), при котором поток движется в обоих направлениях.

.

Смотрите также