Гальваническая пара медь сталь

Обновлено: 08.05.2024

lion93654 написал :
Возможно эта тема уже была в рассмотрении, однако я её не видел.

Да, уже несколько раз вопрос поднимался.
Метод борьбы с явлением зависит от конкретной ситуации.
Еще надо различать перенос ионов металлов потоком воды и перенос ионов под действием ЭДС.
Что бы не было гальванической пары (например между оциковкой и медью), достаточно поставить диэлектрическую вставку. Что бы не было переноса ионов потоком воды, надо соблюдать очередность металлов (например медные трубы разрешается устанавливать только после стальных (по ходу потока), а не наоборот, и при этом медь и сталь должны быть разделены, например латунью).

На счет металлопластика можно не беспокоиться, так как там фольга не имеет контакта с водой.
Да и в большинстве случаев проблема по моему не остра. Например, полно фирменной арматуры для алюминиевых радиаторов предназначенной для подключения медными трубами.

lion93654 написал :
физический процесс электрохимической коррозии, когда при контакте медесодержащих и алюмосодержащих материалов в водной среде образуется гальваническая пара с быстропротекающим и необратимым процессом разрушения со всеми вытекающими из этого критическими последствиями.

Это очень актуально в электротехнике: скрутки разнородных по материалу проводов алюминий + медь даже без присутствия водной среды долго не стоят.

lion93654 написал :
Это происходит и при монтаже многослойных Pex-труб и латунных фитингов в т. ч. и имеющих химпокрытие (детали стального цвета); и при монтаже модных алюминиевых секционных радиаторов и латунных резьбовых элементов;

Давайте только не валить в одну кучу медь и латунь.

2Сергеич
Если вам не сложно ответьте пожалуйста на 5ть вопросов -
-----------------------*1*-------------------------
Почему в книге Гражина Бартольд-Вишневская "Медь в санитарно-технических ускановках".Варшава 1997.стр7
Написано это

При изготовлении медных установок важной проблемой является соединение меди с дугими металлами в одной системе циркуляции воды.Вследствие непосредственного соединения меди со сталью,оцинкованной сталью или алюминием возникает электрохимическая реакция ,вызывающая быстрое растворение железа,цинка и алюминия.Для исключения этого явления необходимо отделить эти металлы от меди изолирующей прокладкой.Даже при отсутствии металлического стыка медь стимулирует коррозию вышеуказанных материалов.Этот процесс является результатом выделяемых в осадок ионов меди(Cu2+), проникающих в воду в процессе равномерной коррозии медных поверхностей.Ионы осаждаются в местах уже возникших коррозионных язв и вызывают ускоренное разрушение основного материала(стали,оцинкованной стали либо алюминия).В установках отопления соединение стали и меди допустимо лишь при содержание кислорода в воде не превышающем 0,1 мг\дм3 , что практически возможно только в замкнутой системе,не рекомендуется применять в одной системе циркуляции воды медь и аллюминий.
-----------------------*2*------------------------
Почему в книге KME "Медные трубы KME в Трубопроводных системах внутри зданий".стр154
Написано это

9.6 В системах водоснабжения следует избегать расположения трубопроводов из стали (за исключением нержавеющей), алюминия, цинка после медных (по направлению движения потока воды) во избежание преждевременной коррозии первых. В случае если установка изделий из таких металлов необходима после участка с медными трубами, то необходимо предусмотреть наличие в таких изделиях пассивных анодов, например из магния.
9.7 В системах отопления следует соблюдать следующие правила:

В случае с отоплением надо учесть возможность гальванических процессов: алюминиевые радиаторы лучше не применять, а стальные использовать только в закрытых системах.
----------------------*5*------------------------
Почему в инете полно фоток с гнилыми медными трубками ?
К примеру
У меня на компе есть ещё фоток 6ть с похожеми красотами меди.

П.С
Былоб неплохо еслиб перекинули сюда посты из этой темы

LOT написал :
Почему в инете полно фоток с гнилыми медными трубками ?
К примеру меня на компе есть ещё фоток 6ть с похожеми красотами меди.

Это одна и та же статья, многократно цитируемая. Причем она О ДРУГОМ, если аккуратно её перевести

LOT написал :
только в замкнутой системе

любая гидравлическая система отопления представляет из себя замкнутый циркуляционный контур.

LOT написал :
в осадок ионов меди(Cu2+)

ионы это то, на что распадается вещество при растворении, восадок они не выпадают.

LOT написал :
Ионы осаждаются в местах уже возникших коррозионных язв

откуда только взялись эти язвы? И прочее и прочее и прочее.

Дабы избежать окисления цинка.
Причины теже избежать окисления более активных металлов. Соблюдаем правила монтажа.
Правильно.
Фонарь.

Соблюдаем несложные правила и из спаянных Вами труб будет течь вода для ваших внуков и правнуков. (Кому это сейчас надо в наше время одноразовых вещей? Другой вопрос.)

Алюминиевые радиаторы и медные трубы.

Наличие медных труб в системе отопления на основе алюминиевых радиаторов не представляет никаких проблем, что может быть подтверждено на основе более чем тридцатилетнего опыта работы с установками данного типа. В действительности, при вхождении двух различных металлов или металлических сплавов в контакт при помощи электролита, один из двух металлов может быть подвержен электрохимической коррозии (эффект батареи).

Электрохимическая коррозия проявляется только при одновременном соблюдении трех следующих условий: - металлы различной природы - наличие электролита - электрическая непрерывность между двумя металлами Влияние электролита является важным, если он характеризуется повышенным содержанием солей, что может иметь место в отопительной системе, если химико-физические характеристики воды для заполнения не соответствуют характеристикам, необходимым для нормальной работы системы, или были изменены после (см использование солей для контроля жесткости).

Электрическая непрерывность должна проходить через клапаны (латунь, сталь), соединения (сталь) и вкладыши (изолирующий материал), что крайне мало вероятно при профессиональном проведении установки в соответствии с действующими нормами. Кроме того, алюминий - это металл, подверженный естественному окислению, т.е. в естественных условиях на его поверхности образуется защитный окисленный слой, что также гарантируется возможным наличием металлических частиц в воде системы.

Только истончение данного защитного слоя может понизить сопротивление изделия, истончение, которое может проявиться при агрессивных характеристиках воды. Исходя из многолетнего опыта, приобретенного в ходе работы с данными системами, мы можем гарантировать полную безопасность и совместимость медных труб и алюминиевых радиаторов.
Это взято с
Действительно, если в закрытом отопительном контуре при варианте незначительной подпитки, обеспечить стабильный водно-химический состав теплоносителя с минимальным содержанием солей жёсткости (дистиллированная вода или ионообменное умягчение), то эта сторона проблемы теряет свою актуальность.
А прочие проблемы, затронутые в начале поста, решаются различными вариантами механических разделителей на границе возможных контактов.
Спасибо Всем за активное участие.

Совместимость металлов или как избежать гальванической коррозии?

Контактная коррозия происходит при непосредственном контакте двух разнородных металлов. Нельзя, к примеру, соединять алюминиевые листы медной заклепкой, так как при определенных условиях они образуют сильную гальваническую пару.

Разные металлы имеют разные электродные потенциалы. В присутствии электролита один из них играет роль катода, а другой анода. В результате химической реакции, протекающей между ними, начнется коррозионный процесс, в котором медь (катод) будет беспощадно разрушать алюминий (анод).

Почти все пары разнородных металлов, находящиеся в контакте между собой, подвержены коррозии, так как даже влага из воздуха может выступить в роли электролита и активировать их электродный потенциал. Но одни пары уязвимы в большей степени, а другие – в меньшей.

Например, алюминий отлично контактирует с оцинкованной сталью, хромом и цинком, а латунь совершенно не «дружит» со сталью, алюминием и цинком. Чтобы узнать, какие металлы совместимы, а какие нет, обратимся к основам химии.

В ряду электрохимической активности металлы стоят в следующей последовательности:

Электрохимический ряд напряжения металлов

Для примера рассмотрим пару алюминий – медь. Алюминий стоит в ряду слева от водорода и имеет электроотрицательный потенциал равный -1.7В, а медь находится справа и имеет положительный потенциал +0.4В. Большая разница потенциалов приводит к разрушению более активного алюминия. Медь сильнее всех, впереди стоящих элементов, поэтому в паре с любым из них она выйдет победителем. Чем дальше друг от друга в ряду стоят элементы, тем выше их несовместимость и вероятность протекания гальванической коррозии.

Данные о совместимости некоторых металлов представлены в таблице:

Алюминий	Латунь	Бронза	Медь	Оцинкованная сталь	Железо	Свинец	Нержавеющая сталь	Цинк
Алюминий	Д	Н	Н	Н	Д	О	О	Д	Д
Медь	Н	О	О	Д	О	Н	О	Н	Н
Оцинкованная сталь	Д	О	О	О	Д	О	Д	О	Д
Свинец	О	О	О	О	Д	Д	Д	О	Д
Нержавеющая сталь	Д	Н	Н	Н	О	О	О	Д	Н
Цинк	Д	Н	Н	Н	Д	Н	Д	Н	Д

Д – абсолютно допустимые контакты (низкий риск ГК);
О – ограничено допустимые контакты (средний риск ГК);
Н – недопустимые контакты (высокий риск ГК).

Приведенная таблица может служить кратким справочником для определения совместимости некоторых конструкционных металлов. Допустимость и недопустимость контактов разнородных в электрохимическом отношении металлов устанавливает ГОСТ 9.005-72.

Пример недопустимых гальванических пар:

Гальваническое действие может возникнуть, если строительную конструкцию из нержавеющей стали скреплять оцинкованными болтами. В этой нежелательной паре пострадает высоко анодный крепеж, поскольку его электроны будут перемещаться в направлении катодной нержавеющей стали. Поэтому, крепежные детали должны быть изготовлены из менее гальванически активного металла, чем материал металлоконструкции.

На скорость течения гальванокоррозии оказывает влияние площадь поверхности анода и катода. Если большой по размеру анод соединить с маленьким катодом, то анод будет ржаветь медленно, а если сделать наоборот, то быстро. Например, используйте болты из нержавеющей стали для крепления алюминия, но не наоборот.

Степень интенсивности протекания контактной коррозии зависит и от условий эксплуатации соединения. В обычных атмосферных условиях процесс будет протекать менее быстро и возрастает в агрессивной электропроводной среде, например, растворах кислот и щелочей. Присутствие в воде других веществ увеличивает проводимость электролита и скорость коррозии. Поэтому при проектировании конструкций важна оценка окружающей среды.

Как защитить конструкцию или узел от контактной коррозии?

Если по конструктивным соображениям невозможно избежать нежелательного контакта разнородных металлов, то можно попытаться уменьшить гальваническую коррозию с помощью следующих методов:

окраска поверхностей в районе их стыка;
нанесение совместимых металлических покрытий;
изоляция соединения от внешней среды;
электрическая изоляция;
установка неметаллических прокладок, вставок, шайб в болтовых соединениях.

Практика показывает, что в тех случаях, когда пренебрегают требованиями к допустимости контактов разных металлов, приходится дорого за это расплачиваться. Неправильная компоновка контактных пар выводит из строя узлы крепления, металлоконструкции и может стоять человеческой жизни.

Допустимые и недопустимые контакты металлов. Популярные метрические и дюймовые резьбы

Электронику часто называют наукой о контактах. Многие знают, 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. Почему? Коррозия может уничтожить электрический контакт, и прибор перестанет работать. Если это защитное заземление корпуса, то прибор продолжит работу, но будет небезопасен. Голая алюминиевая деталь вообще может постепенно превратиться в прах, если к ней приложить даже низковольтное напряжение.

Доступные нам металлы не ограничиваются только медью и алюминием, существуют различные стали, олово, цинк, никель, хром, а также их сплавы. И далеко не все они сочетаются между собой даже в комнатных условиях, не говоря уже о жёстких атмосферных или морской воде.

В советских ГОСТах было написано почти всё о допустимых контактах металлов, но если изучение чёрно-белых таблиц из 1000 ячеек мелким шрифтом утомляет, то правильный ответ на «медный» вопрос — нержавейка, либо никелированная сталь, из которой, кстати, и сделан почти весь «компьютерный» крепёж. В эпоху чёрно-белого телевидения были другие понятия об удобстве интерфейса, поэтому для уважаемых читателей (и для себя заодно) автор приготовил цветную шпаргалку.

И, раз уж зашла речь о металлообработке, заодно автор привёл таблицу с популярными в электронике резьбами и соответствующими свёрлами, отобрав из объёмных источников наиболее релевантное по тематике портала. Не все же здесь слесари и металлурги, экономьте своё время.

Преамбула

Да, в век 3D-печати популярность напильника с лобзиком несколько потускнела. Но клетка Фарадея для РЭА по-прежнему является преимуществом, не забываем и про защитное заземление. Да, для печати корпусов РЭА уже доступен электропроводный (conductive) ABS-пластик, но судя по источнику, его удельное сопротивление примерно в миллион раз больше меди. Дескать, пыль уже не липнет, но для заземления всё равно многовато. Напечатать же стальные детали корпуса ПК в домашних условиях пока никак невозможно, да мы и алюминий-то с оловом никак не освоим…

UPD
Для моддеров, кстати, рынок предлагает новые, удобные инструменты арсенала домашней мастерской, и про один из них (осциллорез) я рассказываю в отдельной публикации. Арсенал принадлежностей прекрасно дополнит более привычные циркулярные мини-пилы (aka «дремели»), а отсутствие эффекта «запрессовки зубьев» упростит обработку вязких металлов типа меди и алюминия. Инструмент лёгкий, не такой неуклюжий и опасный, как «болгарка». Можно пилить металл практически на уровне носа и без риска получить рубящий удар от заклинившего или осколок от «взорвавшегося» диска. А так бывает в красочно описанных уважаемыми читателями случаях с УШМ: 300-граммовый блин «болгарки» делает 200 оборотов в секунду, потребляя до 2кВт электричества, и требует чуть ли не костюм сапёра. Работающий же осциллорез травматологи упирают себе пильной стороной прямо в ладонь, чтобы успокоить пришедшего на снятие гипсовой повязки пациента… Впрочем, вернёмся к нашим металлам.

Допустимые и недопустимые контакты металлов по ГОСТ 9.005-72

DISCLAIMER: Предоставляется «как есть». Если уважаемый читатель занимается моделизмом, автомобилизмом или робототехникой, в ГОСТе также приведены: Таблица №2 для жестких и очень жестких атмосферных условий, Таблица №3 для контактов, находящихся в морской воде. Ниже я предлагаю выдержку из Таблицы №1 для средних атмосферных (т.е. комнатных) условий. Буква «А» означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях», подробности в самом ГОСТе.

Кликабельно (спасибо, НЛО):

Пара слов о металлах

Металлурги, поправляйте, если что не так. Коррозия очень объёмная и сложная тема, и я не претендую на полноту её освещения. Я лишь даю выборочные зарисовки, чтобы сформировать у читателя нужные ассоциативные ряды.

Оцинкованная сталь — основная рабочая лошадка народного хозяйства. В виде различных метизов «оцинковка» встречается в магазинах стройматериалов гораздо больше, чем, например, «премиумная» нержавейка. Фабричные корпуса ПК, технологические ящички и шкафчики для оборудования чаще всего выполнены из оцинкованной холоднокатанной стали толщиной порядка 1мм (чем дешевле корпус, тем тоньше лист). «Оцинковка» достаточно прочна и хорошо проводит ток, в промышленности требуется заземление. Если разрезать корпус, то под слоем краски какого-нибудь унылого RAL7035 будет тончайшее цинковое покрытие, а под ним, скорее всего, та самая углеродистая холоднокатанная сталь. Лично у меня нет причин не доверять ГОСТ 9.005-72, поэтому после колхозинга фабричных изделий вообще не рекомендую делать электрический контакт на месте среза стали, лучше постарайтесь сберечь цинковое покрытие. А порезы и шрамы можно закрасить из балончика того же унылого RAL7035 (только заплати €10 и попробуй его найти ещё). Я пользовался автомобильной эмалью нейтрального белого или чёрного цвета (флакончик с кисточной, €2 в любом автомагазине).

Алюминий и его сплавы бывают анодированные (с защитным слоем) и обычные (неанодированные). Алюминий легко обрабатывать в домашних условиях, но помните 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.

Витая пара из омедненного алюминия (Copper Clad/Coated Aluminium, CCA) — это отдельная история, в домашних условиях кабель всё равно не производится.

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.

Олово мягкое, но зато стойкое к коррозии (в комнатных условиях) и электрически совместимое почти со всеми, кроме чугуна, низколегированных и углеродистых сталей, 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.
UPD:
На холод изделие выносить нельзя, а при минусовых температурах лучше не эксплуатировать вообще.

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).

Нержавеющая сталь — королева ~~металлов~~ 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.

Пара слов про case modding

Популярые виды резьбы, используемой в компьютерной технике
ГОСТ 19257-73 рекомендует использовать следующие диаметры свёрл для металлов. Наверное, стоит учитывать и количество метчиков в наборе: чем твёрже материал, тем больше необходимость в «предварительных» метчиках. У меня их по три штуки, два «грубых» и один «финишный». А как правильно, кстати?

UPD
А как правильно — читайте комментарии, на публикацию-таки зашли мастера слесарного дела, только я не успел отсортировать всю информацию. Пользователь golf2109 любезно принёс сюда прямо из мастерской два правых столбца таблицы для обозначения того, как мягкость (вязкость) металла влияет на диаметр отверстия под резьбу, благодарю за поддержку.

UPD
Если сверлите что-то толще миллиметрового листа, читайте спойлер про СОЖ .

Довольно большое значение и при сверлении, и при нарезании резьб имеет смазка и охлаждение обрабатываемых деталей и инструмента. Настоятельно рекомендую при подаче сверла не спешить и пользоваться техническими жидкостями. Режущая кромка сверла легко перегревается от сухой детали, и получается металлический отпуск. Поверьте, такой отпуск не нужен: он вызывает необратимые изменения в структуре металла и деградацию его прочностных свойств (сверло тупится гораздо быстрее, чем должно). Что делать? Вот несколько советов, которые автор встречал в разных местах.
Не сверлите большим сверлом сразу, разбейте операции примерно по 3мм: т.е. отверстие 10мм сперва проходим 3мм, потом 6мм.
Хорошенько отметьте отверстие керном. Одолжите у ребёнка пластилин, сделайте бортик вокруг планируемого отверстия так, чтобы получился мини-бассейн размером с монету. Если под рукой нет *вообще ничего*, хорошенько смешайте ложку подсолнечного масла с ложкой жидкого мыла и налейте в этот мини-бассейн, хуже не будет. Но если нужно просверлить насквозь, скажем, гирю 16кг, погуглите книгу народных рецептов «сож своими руками». Желаю всем начинающим удачной пенетрации: как говорится, берегите ваши свёрла-метчики смолоду, ведь их ждут новые идеи и интересные изобретения!

Источники

» ГОСТ 9.005-72. Единая система защиты от коррозии и старения. Машины, приборы и другие технические изделия. Допустимые и недопустимые контакты металлов. Общие требования.
» ГОСТ 19257-73. Отверстия под нарезание метрической резьбы. Диаметры.
» Unified Coarse Thread ANSI B1.1 (резьбы UNC ANSI B1.1).

Читайте также: