Сталь и медь коррозия

Обновлено: 28.04.2024

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.

Гальваническая коррозия

Казалось бы, химия наука оторванная от быта, но тем не менее важна для инженера. Сегодняшний пост про электрохимическю (гальваническую) коррозию.

Нельзя просто так взять, и соединить два разных металла. Точнее можно, но могут быть проблемы. Многие помнят из школьного курса химии ряд напряженности металлов. Вот он:

-3,04

-2,93

-2,89

-2,86

-2,71

-2,37

-1,7

-0,76

-0,74

-0,44

-0,40

-0,28

-0,23

-0,14

-0,12

+0,52

+0,79

+0,85

+0,96

+1,69

Более подробная таблица есть в википедии.

Данная таблица говорит, что например, если мы в апельсин (электролит) воткнем цинковую проволочку и медную, то потенциал между ними будет 0,76+0,52 = 1,28В. При этом при протекании тока один металл — цинк, так как он левее будет разрушаться. Чем дальше разнесены по таблице металлы, тем больше потенциал в их паре, тем интенсивнее реакция.

При соприкосновении двух металлов, и наличия электролита начинается процесс электрохимической коррозии, вот наглядная картинка отсюда:

В паре металлов разрушается более электроотрицательный металл, тот который в таблице левее — алюминий в данном случае. Электролитом может служить простая влага воздуха. Это основная причина почему нельзя скручивать вместе алюминиевый и медный провод, их постепенно сожрет коррозия и контакт будет потерян. Такая мина замедленного действия. Но про это будет отдельная статья.

Примеры коррозии. Пара медь — железо. Железо в ряду левее, и оно разрушается:

Источник. Чтобы такого не происходило медная труба должна соединяться через изолирующую пластиковую вставку, исключающей электрический контакт металлов. Но если вставка будет повреждена — начинается процесс коррозии.

Или вот. Нержавеющая сталь и оцинкованное железо. Цинк разрушился обнажив железо:

Вот фото сделанное мной:

Видно, что ржавчина появляется только после того как растворится цинк. Электрохимическая защита лучше окраски тем, что действует до последнего, и не отшелушится при старении, как краска.

Вот еще хорошая демонстрация отсюда. Стальной болт — медная гайка, медный болт — стальная гайка, и алюминиевый болт — медная гайка.

Настоятельно рекомендую знающим английский язык почитать подробно тут.

Видел как то в интернете мастер делал орнамент на клинке расчеканивая в углубление медный провод. После шлифовки выглядело красиво. Но теперь мы знаем, что будет при контакте с водой.

Катодная защита.

Зло гальванической коррозии можно обратить во благо. Как мы видим, если у нас есть два металла, то в присутствии воды начнет разрушаться более электроотрицательный, активный металл. Пока он полностью не разрушится — не начнется обычная коррозия второго металла. Поэтому железо оцинковывают для защиты от коррозии. Если взять и поцарапать оцинкованный болт, то у нас появится место контакта железа, цинка и электролита. И прелесть в том, что начнет разрушаться цинк, а не железный болт. Только когда разрушится весь цинк — болт начнет ржаветь. Поэтому оцинкованное железо служит дольше, слой «жертвенного» металла дает дополнительные годы эксплуатации.

Ситуация полностью наоборот случится если мы покроем железо оловом. Железо лудят если оно контактирует с пищей. Олово, попавшее в пищу безопаснее железа или цинка. Но олово правее железа в ряду напряженности металлов, а значит при наличии царапины и воды начнет разрушаться железо. И этот процесс не прекратится пока не останется тонкая скорлупка олова.

Но к счастью не обязательно покрывать защищаемый металл жертвенным. Достаточно их соединить электрически и поместить в один электролит. Пример — катодная защита трубопроводов:

Магниевая болванка будет разрушаться, защищая железный трубопровод от ржавчины. Такой же магниевый электрод помещают в бойлеры, это позволяет сделать бак дешевым, из тонкой стали,а сам электрод сделать расходным материалом. Они даже продаются.

Сталь и медь коррозия

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.

Буква «А» означает «ограниченно допустимый в атмосферных условиях». Определение данного понятия из ГОСТ под спойлером.

Данные контакты могут применяться в изделиях, конструкционные особенности и эксплуатационные условия которых позволяют периодически возобновлять защиту контактных поверхностей нанесением рабочих или консервационных смазок, лакокрасочных покрытий или при условии допустимости коррозионного поражения контактирующих материалов для назначенного срока службы изделия.

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.

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:

Читайте также: