Пассивирование металла это

Пассивирование металла это

При взаимодействии металлов с теми или иными компонентами растворов (расплавов) в определённом диапазоне потенциалов на поверхности металла образуются адсорбционные или фазовые слои (плёнки). Эти слои образуют плотный, почти непроницаемый барьер, благодаря чему коррозия сильно тормозится или полностью прекращается.

Пассивация проводится химически или электрохимически. В последнем случае создаются условия, когда ионы защищаемого металла под действием тока переходят в раствор, содержащий ионы, способные к образованию очень малорастворимых соединений.

Виды пассивации

  • Анодная
  • Катодная

Пассивация металлов в технике

Пассивация является одним из методов защиты металлов от коррозии. Часто используется образование на поверхности металла (металлических изделий) защитных слоев — пленок оксидов при действии окислителей.

  • Одним из технологических вариантов пассивирования является воронение.
  • Для пассивации многих металлов используют растворы на основе окисляющих агентов, способных к образованию труднорастворимых соединений (хроматы, молибдаты, нитраты в щелочной среде и др.)
  • Оцинкованные детали часто пассивируют, подвергая хроматированию.
  • Пассивирование применяется для защиты от внутренней коррозии трубопроводов, котельного и теплообменного оборудования. Для этого, приложив к трубопроводу направленное радиально (то есть поперек оси трубы) электрическое поле, возможно электрически оттянуть свободные электроны металла, находящегося на внутренней поверхности трубы, по направлению к внешней поверхности. В результате металл на внутренней поверхности трубопровода не может вступить в химическую реакцию.

Пассивация

Пассивация — это явление снижения скорости газовой коррозии при понижении парциального давления. Пассивация возникает из-за образования на поверхности металла (Cu, Ti, Zr, Cr, Al и т.д.) пленки.

Перепассивация — это нарушение пассивного состояния. Возникает при повышении парциального давления выше критического.

Перепассивация встречается в таких марках сталей как: 08Х18Н10Т, 20Х13, 30Х13, 40Х13, 15Х17.

Наполнение пассивированных покрытий

Дополнительные операции

После пассивации или наполнения пассивирующего покрытия поверхность металла нередко подвергают дополнительной обработке — ингибиторами, окрашиванию или лакированию и др.

Литература

  • Томашов Н. Д., Чернова Г. П., Пассивность и защита металлов от коррозии, М., 1965;
  • Скорчеллетти В. В., Теоретические основы коррозии металлов, Л., 1973;
  • Новаковский В. М., Обоснование и начальные элементы электрохимической теории растворения окислов и пассивных металлов, в сборнике: Коррозия и защита от коррозии, т. 2, М., 1973.

Ссылки

На английском языке

  • Henkel Surface Technologies Current owner of Parco-Lubrite (a manganese phosphating process, Parkerizing process) and other conversion coatings/passivation processes. (Parco is a registered trademark of Henkel Surface Technologies.)
  • MacDermid Industrial Products, Inc. Owner of numerous trademarked passivation processes.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое “Пассивация металлов” в других словарях:

пассивация металлов — Смотри Пассивирование (пассивация металлов) … Энциклопедический словарь по металлургии

Пассивирование (пассивация металлов) — [passivation, passivating] перевод металла из активного состояния в пассивное в результате образования на его поверхности оксидных или других пленок (слоев), приводящий к повышению коррозионной стойкости изделия; осуществляется преимущественно… … Энциклопедический словарь по металлургии

Пассивация (электрохимия) — Оцинкованное ведро изделие из стали, защищённое цинковым покрытием от коррозии. Цинк выполняет роль протектора, а так как в обычных условиях он покрыт тонким пассивным слоем, покрытие растворяется не слишком быстро. Пассивация металлов переход… … Википедия

Пассивация — Оцинкованное ведро изделие из стали, защищённое цинковым покрытием от коррозии. Цинк выполняет роль протектора, а так как в обычных условиях он покрыт тонким пассивным слоем, покрытие растворяется не слишком быстро. Пассивация металлов переход… … Википедия

пассивация — Резкое уменьшение скорости коррозии вследствие торможения анодной реакции ионизации металла при образовании на его поверхности фазовых или адсорбционных слоев. [ГОСТ 5272 68] Тематики коррозия металлов … Справочник технического переводчика

Пассивация — 84. Пассивация Резкое уменьшение скорости коррозии вследствие торможения анодной реакции ионизации металла при образовании на его поверхности фазовых или адсорбционных слоев Источник: ГОСТ 5272 68: Коррозия металлов. Термины оригинал документа… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

пассивация — и; ж. [от лат. passivus недеятельный] Техн. Создание тонкой плёнки окислов на поверхности металлов с целью предохранения их от коррозии … Энциклопедический словарь

пассивация — и; ж. (от лат. passivus недеятельный); техн. Создание тонкой плёнки окислов на поверхности металлов с целью предохранения их от коррозии … Словарь многих выражений

ГОСТ 5272-68: Коррозия металлов. Термины — Терминология ГОСТ 5272 68: Коррозия металлов. Термины оригинал документа: 115. Адсорбционный слой Слой, возникающий на металле в результате адсорбции атомов или молекул окружающей среды и затрудняющий протекание процесса коррозии Определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коррозия металлов — Коррозия металлов, разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней (коррозионной) средой. В результате К. ежегодно теряется от 1 до 1,5% всего металла, накопленного и эксплуатируемого человечеством. В … Большая советская энциклопедия

Что такое пассиватор металла?

Чтобы придать изделиям красивый внешний вид, защитить их от коррозии и увеличить эксплуатационный период, применяется пассивация. Производится она с помощью специальных средств, называемых пассиваторами. Ими осуществляется обработка металла, после которой тот становится неактивным. Пассиватор является препятствием к образованию на поверхности металла коррозийного слоя. Существует технологический процесс, при котором металл защищается от образования оксидной плёнки, в результате которой образовывается ржавчина.

Что представляет собой пассивации металлов

Все изделия, изготавливаемые из металлов, кроме инертных, при «благоприятных условиях» реагируют с кислородом и водой, в результате чего происходит коррозия. При пассивации снижается химическая активность металлов, они становятся, менее подвержены коррозии. Можно сказать, что пассивация, это тот же налет, что и ржавчина, но сделанный искусственным путём, происходит покрытие оксидной, фосфатной, сульфатной и хлоридной плёнкой. Состав пассиваторов зависит от типа металла, а сама пассивация значительно снижает скорость появления коррозии. Для продления жизни нижним слоям металла, достаточно нанести очень тонкий слой плёнки на поверхность изделия.

Читать еще:  Лазер для резки металла своими руками

Пассивация металлов

Все металлы неодинаково реагируют на ту или иную среду. Поэтому для разных типов металлов осуществляется определённая пассивация. Есть слабые окислители, пассивирующие магний, титан, а также сильные, хорошо воздействующие на алюминий, хром. Для железа используют серную и азотную кислоты высокой интенсивности, после кратковременного воздействия образуется пленка, и реакция прекращается.

Способы пассивации металлов:

  • 1. Контакт материала с пассиватором осуществляется посредствам вмакивания в жидкость, обмазывания или опрыскивания.
  • 2. При контакте металла с пассиватором через него пропускают электрический ток, это позволяет воспроизвести равномерную и стойкую защиту.

Электрохимический способ применяют, к примеру, для пассивации меди. Для этого используют специальные хромосодержащие составы, через которые пропускают электрический ток. Для алюминия используется фтороводородная смесь, дихромата натрия и серная кислота применяются для пассивации цинка. Как видите, для каждого металла существуют свои пассиваторы, более того, зачастую они состоят из нескольких компонентов.

Если вам нужно пассивировать определённый метал, не стоит экспериментировать, лучше купить уже готовый состав. Процесс пассивирования не долгий, иногда достаточно и нескольких секунд. Стоит знать, что чем дольше вы будете производить пассивацию, тем характернее станут изменения на поверхности. Но здесь тоже всё индивидуально, к примеру, после погружения цинкового изделия в раствор на 3-5 секунд, образуется радужная плёнка с зеленоватым отливом, а продержав его в растворе 30 секунд, вы получите коричневый налёт. Поэтому сроки выдержки при пассивации крайне важны.

Не следует забывать и о том, что пассивация, это процесс, происходящий на поверхности. Если же металл будет грязным или ржавых, реакция произойдёт не с самим металлом, а примесями и сторонними частицами. Поэтому перед тем, как производить обработку пассиватором, надлежит обработать изделие, вымыть или зачистить, в зависимости от типа загрязнения. Если задействуется электрохимический способ обработки, здесь должны соблюдаться необходимые условия, к примеру, при пассивации латуни, железа, необходимо определённое напряжение. Купить качественные пассиваторы металла фирмы ADDAPT можно в компании «Руссо Индастриал», сделав запрос нашем на сайте.

  • О компании
  • Сотрудники
  • Новости
  • Галерея
  • О компании Dow Chemical
  • Архив
  • Клиентам
  • О компании
  • Статьи и презентации
  • Новости
  • Контакты

109377, г. Москва, Рязанский проспект, д.32, корп. 3, офис 418

Технология пассивации металла, виды и составы

Пассивация — это формирование на поверхности металла тонких оксидных или солевых пленок, которые защищают его от внешней коррозии. Такое покрытие препятствует контакту металла с кислородом и агрессивными средами. При пассивировании защитные пленки могут образовываться на металлической поверхности как естественным, так и искусственным путем. В первом случае они состоят из оксидов химических элементов, входящих в состав самого металла, а во втором могут включать в себя оксиды и соли других химических элементов. Например, чистый алюминий естественным способом образует очень стойкую оксидную пленку, поэтому устойчив к большинству видов коррозии. А вот изделия из его сплавов, содержащих химически активные компоненты, уже нуждаются в искусственной коррозионной защите и поэтому подвергаются пассивированию в солевых растворах.

Пассивацию широко применяют для защиты поверхностей изделий из стали, меди, никеля, алюминия и их сплавов. Даже защитные цинковые и кадмиевые покрытия пассивируют солями хрома для повышения их коррозионной и механической стойкости. Пассивирование металла вызывает образование на его поверхности слоя оксидов или солей толщиной в несколько микрон, что практически не влияет на геометрические размеры изделий. С другой стороны, такие пленки могут снижать контактную проводимость основного материала, но, как правило, в меньшей степени, чем слой корродированного металла.

Суть и описание процесса пассивации металла

При пассивировании поверхности металлических изделий обрабатывают растворами химических соединений, обладающих окислительными свойствами. В этой роли чаще всего выступают кислоты, нитриты и растворы солей хрома (реже — молибдена). Нанесение раствора на поверхность металлических заготовок производится методом погружения или вручную, с помощью специального оборудования. Применяемые при пассивировании растворы обычно состоят из основного реагента и нескольких добавок, ускоряющих и стабилизирующих процесс пассивации.

В общем виде процесс пассивирования состоит из следующих этапов:

  1. Механическая очистка поверхностей изделия.
  2. Химическое обезжиривание в растворе едкого натра и кальцинированной соды.
  3. Промывка в проточной горячей, а затем холодной воде.
  4. Пассивирование в течение заданного времени.
  5. Нейтрализация в растворе кальцинированной соды.
  6. Промывка путем многократного погружения в проточную холодную воду.
  7. Сушка в сушильном шкафу или обдувом теплого воздуха.
  8. Контроль качества поверхности после пассивирования производится визуальным или инструментальным способом. При неудовлетворительном результате процесс пассивирования повторяется, начиная с п. 1.

В приведенном примере описан технологический процесс пассивации с использованием стационарного производственного оборудования. Для пассивирования поверхностей изделий на месте их установки применяют ручные приводные инструменты и приспособления (см. фото ниже).

Свойства пассивированного металла и его применение

После пассивации на поверхности металла образуется устойчивый к коррозии слой, который в случае применения хроматов к тому же имеет повышенную механическую прочность. Некоторые металлы и сплавы склонны к естественной пассивации. Это особенно характерно для алюминия и нержавеющей стали с присутствием хрома. Но в случае нарушения структуры и химического состава поверхностного слоя они также могут подвергаться коррозии. При пассивировании нержавеющей стали для создания стойкой поверхностной защиты используется ее собственный хром, который, соединяясь с кислородом, образует плотную оксидную пленку. Все изделия из нержавеющей стали, работающие в агрессивных средах, заранее подвергаются пассивации, что помогает избежать (или отсрочить) их коррозию.

Читать еще:  Наждачник по металлу зачистка сварочных швов шлифовальной

Пассивация железа и его сплавов в виде конструкционных и специальных сталей обычно проводится по покрытию из никеля, цинка или кадмия с использованием солей хрома. Такое пассивирование укрепляет поверхностный слой и позволяет эксплуатировать стальные изделия в течение длительного периода без опасности коррозии, а в случае ее проявления обрабатывать только пораженные участки. Пассивирование меди и ее сплавов (бронзы и латуни) выполняется как в защитных, так и в декоративных целях с применением хроматных растворов. В этом случае на поверхности медного изделия образуется тонкая прозрачная пленка, предохраняющая металл от окисления и сохраняющая его товарный вид.

Пассивирование серебра проводят для этих же целей с применением аналогичных технологий.

Виды пассивирования

По методу нанесения покрытия пассивирование бывает двух видов: химическое и электрохимическое. Кроме того, разновидности этой технологии классифицируют по типу химического элемента, из соединений которого образуется поверхностная пленка (хроматирование, никелирование, молибденирование и другие). Кроме того, выделяют естественную пассивацию — процесс образования защитного слоя у ряда металлов и сплавов под воздействием атмосферного и растворенного в воде кислорода.

Химическое

Химическое пассивирование происходит в результате притяжения отрицательных ионов растворенных в воде солей к поверхности металла, атомы которого имеют положительный потенциал. Для этого металлические изделия, предварительно очищенные и обезжиренные, помещаются в специальную ванну, заполненную соответствующим раствором. Основным компонентом в таком электролите является соль металла, образующего защитную пленку на поверхности изделия. Химическая пассивация также может выполняться по месту установки изделия. В этом случае все процессы, начиная от очистки и заканчивая пассивацией, нейтрализацией и обмывкой, выполняются вручную с помощью специального оборудования.

Электрохимическое

Электрохимическая пассивация основана на принципах гальванотехники. В этом случае металлические заготовки также помещаются в ванну с электролитом, но осаживание пассивирующего слоя происходит не в пассивном режиме, а под воздействием тока, протекающего через электролитический раствор. При такой пассивации положительный потенциал подается на заготовку, а отрицательный — на корпус ванны. При использовании электрохимического способа защитная пленка образуется быстрее и получается более ровной. Но такая технология дороже химической пассивации, т. к. в ней применяется более сложное оборудование и происходит расход электроэнергии.

Содержание составов для пассивации

В состав растворов для пассивации цветных металлов в качестве основного реагента чаще всего входят хроматы калия и натрия, а также хромовый ангидрид. Для создания кислой среды в такие электролиты добавляют различные кислоты и соли, состав которых влияет на скорость создания и равномерность защитной пленки. Пассивирование меди проводят в растворах, содержащих в небольших количествах серную кислоту. При обработке алюминия в состав электролитов включают фосфорную кислоту, а для пассивации цинка и кадмия используют добавки в виде азотной и серной кислот. Содержание пассивирующих растворов для обработки изделий из стали зависит от их состава и часто включает в себя азотную кислоту и ее соли.

Все соли хрома (особенно шестивалентного) очень токсичны. Поэтому проводить хромовую пассивацию металлических изделий можно только на специализированных производствах, имеющих соответствующие системы очистки и водоотведения, а также специально обученный персонал.

Нигде не пишут, каким образом выполняется пассивирование солями хрома непосредственно в местах установки оборудования. Как в этих случаях удаляют химические реагенты? Или при такой обработке применяют другие составы? Если кто-нибудь располагает информацией по данному вопросу, поделитесь, пожалуйста, в комментариях к нашей статье.

Пассивирование металла это

Нержавеющая сталь является популярным материалом для различных изделий, ведь она обладает высокой устойчивостью к коррозии. Но, конечно, это защита не идеальна. Чтобы сделать её максимально эффективной, рекомендуют проводить пассивацию. Более того, эта операция обязательна в некоторых случаях, например, если нержавейка находится в слишком агрессивных условиях, теряет свою защиту и склонна к коррозии.

Откуда в нержавейке защита от коррозии?

Для начала давайте разберёмся, что такое коррозия, да и как она вообще образуется. Коррозия – это процесс, при котором на поверхность металла влияют агрессивная среда и другие внешние факторы, из-за чего поверхность постепенно разрушается. Интересно знать, что коррозия действует на металл послойно, доходя до внутренней структуры. Зачастую исправить ситуацию невозможно, так что приходится заменять поражённую сталь на новую.

Как же можно защитить нержавейку от такой беды? Именно в этом случае нас и спасёт пассивирование. Оно помогает создать крепкую защиту от коррозии. Итак, нержавеющая сталь, которая состоит из множества примесей (кобальт, марганец, молибден, никель, ниобий) имеет один главный элемент, благодаря которому и наблюдается такое свойство, как устойчивость к коррозии, – хром. Он составляет от 12 до 20% в стали.

При этом, хотим отметить, что нержавейка, в которой состав хрома колеблется от 12 до 16% проявляет свою устойчивость к коррозии только при контакте с обычным воздухом. В агрессивной среде защитный слой быстро придёт в негодность. Нержавейка с хромом 17% и больше может выдерживать более тяжёлые условия. Так, она может даже взаимодействовать с азотной кислотой, не теряя своих преимуществ.

Если же вам необходимо ещё больше увеличить устойчивость к коррозии, то в состав стали не только добавляют больше хрома, но и включают новые элементы (например, молибден, медь и другое). Собственно, это и называется пассивированием металла.

При этом важным нюансом является состояние поверхности и защитная плёнка. Так, они не должны иметь повреждений, а для лучшего результата поверхность должна быть гладкой, а плёнка – однородной. Более того, защитный слой должен обязательно распределяться равномерно для лучшей эффективности.

Читать еще:  Как соединить полиэтиленовую трубу с металлической

Откуда появляется коррозия?

Само название «нержавеющая сталь» говорит о том, что, по идее, такое изделие не должно ни при каких обстоятельствах ржаветь или же подвергаться коррозии, но на деле всё не совсем так. Конечно, химический состав нержавейки предусматривает особые элементы, которые и делают её такой устойчивой к коррозии, но это не исключает возможности её появления. Ведь ничто не даёт нам 100% защиты.

Более подробно поговорим о причинах возникновения коррозии. В первую очередь следует упомянуть, что недостаточное количество хрома или же его неравномерное распределение способствует ослаблению свойств нержавейки. Одной из распространённых причин также называют взаимодействие с обычными металлами. Именно поэтому рекомендуется хранить нержавейку отдельно. Разрушению и возникновению коррозии подвержены ещё и те изделия из нержавейки, которые соединены с помощью сварки.

Последняя названная причина является одной из самых важных. Ведь в этом случае даже максимальное количество хрома не спасёт. Чтобы избежать нежелательных последствий, следует серьёзно отнестись к восстановлению защитного слоя. Сначала необходимо зачистить и отполировать сварочные швы, то есть избавиться от неровностей и ненужных примесей. Это делается с помощью шлифовальной машинки, а также металлической щётки. И не забывайте, что эти инструменты не должны взаимодействовать с обычным металлом! Только после этого следует приступать к пассивации.

Одной из мер предосторожности считают использование отдельных инструментов для разного типа сталей. Ведь на инструментах могут остаться частицы обычного металла, а нам уже известно, что нержавейка не должна взаимодействовать с ним, иначе шансы на возникновение коррозии увеличиваются.

Итак, как мы уже выяснили, единственным способом защиты от коррозии является пассивация. Это предусматривает использование специального раствора, в состав которого входит азотная кислота. Именно он и помогает нержавейке создать защитный слой из оксидной плёнки, которая и предотвращает возникновение коррозии.

Мы неоднократно предупреждали, что нержавейка не должна взаимодействовать с другими видами металла. Но что делать, если вы не знаете, взаимодействовал ли тот или иной инструмент с чем-то ранее? Есть ли на нём частицы обычного металла? В этом случае мы предлагаем два способа решения возникшей проблемы.

1. Обработка водным раствором азотной кислоты и ферроцианида калия

Если вы хотите проверить, есть ли на инструменте частицы железа, то его следует обработать таким вот раствором (водный раствор азотной кислоты и ферроцианида калия). Железо при реакции приобретает синий цвет. Конечно, такой способ проверки больше подходит для производственной лаборатории, чем для бытовых условий.

2. Смачивание водой

Достаточно простой способ. Поместите инструмент в воду и оставьте на несколько часов. Железо, вступая в реакцию с водой, начинает ржаветь, так что таким образом тоже можно определить, есть ли на инструменте частицы свободного железа.

Виды коррозии

Мы уже обсудили, как можно защитить нержавейку от коррозии, но вот о самой угрозе известно не так уж и много, а врага ведь нужно знать в лицо! Поэтому следует изучить, какие бывают виды коррозии:

1. Щелевая коррозия. Возникает, если детали на протяжении долгого времени соприкасаются. Коррозия развивается в местах крепления.

2. Точечная коррозия. Имеет другое название – питтинговая коррозия. Возникает, если защитный слой оксидной плёнки повреждён механическим путём.

3. Гальваническая коррозия. Возникает при контакте нержавейки с обычным металлом в среде, проводящей ток. Более всего вероятно возникновение этого вида коррозии на нержавейке, которая используется в морской воде.

4. Межкристаллитная коррозия. Возникает, если нержавейка была подвержена воздействию слишком высокой температуры (500°С и выше). В этом случае могут формироваться карбиды хрома и железа на границах кристаллической решётки. Это является причиной, почему металл теряет свою прочность.

5. Эрозивная коррозия. Возникает при постоянном нахождении нержавейки в абразивной среде. Это приводит к разрушению оксидной плёнки. И из-за того, что она не успевает восстанавливаться, нержавейка может быть подвержена коррозии.

Как мы видим, существует множество причин, почему может быть разрушена защитная оксидная плёнка. Но всё это приводит к одному результату – возникновению коррозии. Хотим отметить, что самой распространённой причиной её начала является использование чистящих средств с огромным содержанием хлора.

Пассивирование нержавеющей стали

Нержавеющая сталь лишь в теории может постоянно находиться в благоприятной среде. А на практике изделия из нержавейки часто используются в достаточно агрессивной среде, что приводит к мысли о дополнительной защите. Именно для этого и необходимо пассивирование. Для каких изделий это нужно в первую очередь?

1. Крепёжные элементы;

2. Корпусные элементы, используемые в морской воде;

3. Трубные конструкции;

При этом хотим отметить, что пассивация не всегда является целесообразным решением. Более того, в некоторых случаях пассивация может даже привести к ухудшению защитных свойств нержавейки. Поэтому не следует поступать необдуманно. Сначала необходимо проанализировать все условия, чтобы убедиться в абсолютной необходимости такой обработки нержавейки.

Итак, что же должна дать пассивация? Равномерный и однородный защитный слой. Этого можно достигнуть, если строго соблюдать все правила и проходить каждый этап чётко по инструкции.

Суть процесса состоит в том, что нержавейка покрывается особым раствором из азотной или лимонной кислоты. Сюда в некоторых случаях могут добавлять и бихромат натрия. Пассивация, как правило, необходима для защиты внешнего слоя. Это тоже следует учитывать.

И последнее. Не существует единого химического состава, ведь он зависит от температуры нагрева, времени выдержки и марки нержавейки.

Надеемся, статья ответила на все возникшие у вас вопросы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector