So verhindern Sie Korrosion an Metallteilen

Unter bestimmten Bedingungen können selbst die stärksten Metallteile Korrosion erleiden, die auftritt, wenn das Metall mit der Umgebung reagiert. Jedes Metall kann ein gewisses Maß an Korrosion erleiden, obwohl einige Metalle in einer anderen Umgebung reagieren als andere.

Kein Metall ist vollkommen sicher vor Korrosion. Aber wichtig ist, dass Korrosion normalerweise verhindert oder minimiert werden kann, indem bestimmte Schritte befolgt werden. Diese Schritte beinhalten gutes Produktdesign, Materialauswahl und Anwendung der Oberflächenbehandlung.

In diesem Artikel werden verschiedene Methoden zur Verringerung der Korrosion von Metallteilen erörtert, die durch CNC-Bearbeitungstechnologie hergestellt wurden.

Was ist Korrosion?

Korrosion tritt auf, wenn Metalle mit Oxidationsmitteln in ihrer Umgebung reagieren. Diese chemische Reaktion führt dazu, dass sich das Metall im Laufe der Zeit zersetzt, wodurch sein Aussehen und seine strukturelle Integrität beeinträchtigt werden.

Korrosion ist die Verschlechterung von Materialien, die durch Wechselwirkungen mit der Umwelt verursacht wird. Dies ist ein natürliches Phänomen und erfordert drei Bedingungen:Feuchtigkeit, Metalloberfläche und ein Oxidationsmittel namens Elektronenakzeptor. Der Korrosionsprozess wandelt die reaktive Metalloberfläche in eine stabilere Form um, nämlich ihr Oxid, Hydroxid oder Sulfid.

Jedes Metall hat unterschiedliche elektrochemische Eigenschaften. Diese Eigenschaften bestimmen die Art der korrosionsanfälligen Teile. Beispielsweise neigen Eisenwerkzeuge, die längere Zeit einer feuchten Umgebung ausgesetzt waren, zu Rost, während Kupferdächer unter Witterungseinflüssen rosten können. Obwohl einige Metalle korrosionsbeständiger sind als andere (abhängig von der Umgebung), ist nicht jedes Metall gegen alle Korrosionseffekte immun.

Schlecht E Auswirkungen von Korrosion

Korrosion kann verschiedene negative Auswirkungen auf Metalle haben. Wenn Metallstrukturen korrodieren, werden sie unsicher, was zu Unfällen wie Einstürzen führen kann. Selbst geringfügige Korrosion erfordert Reparatur und Wartung. Tatsächlich belaufen sich die weltweiten jährlichen direkten Kosten der Metallkorrosion auf etwa 2,2 Billionen US-Dollar!

Obwohl alle Metalle korrodieren, wird geschätzt, dass die Verwendung geeigneter Schutzmethoden 25-30 % der Korrosion verhindern kann.

Korrosion ist ein natürlicher Prozess, bei dem Umweltbedingungen das veredelte Metall in seine Oxid-, Hydroxid- oder Sulfidform umwandeln.

Wie man Korrosion von Metallteilen verhindert

Es können Maßnahmen ergriffen werden, um die Korrosion von Metallteilen zu verhindern. Die meisten dieser Schritte werden vor und während des Herstellungsprozesses durchgeführt, aber sobald sie verwendet werden, kann auch die Korrosion der Teile reduziert werden.

Das Befolgen dieser Schritte garantiert nicht die unbegrenzte Lebensdauer des Teils, verringert jedoch das Korrosionsrisiko in gewissem Maße und trägt gleichzeitig dazu bei, die normale Funktion und das Erscheinungsbild des Metallteils zu erhalten.

Sie können Korrosion verhindern, indem Sie die richtige Methode wählen:

• Metallart
• Schutzbeschichtung
• Angemessenes Design
• Umweltkontrolle
• Opferbeschichtung

Metallart

Eine einfache Möglichkeit, Korrosion zu verhindern, ist die Verwendung von korrosionsbeständigen Metallen wie Aluminium oder Edelstahl. Je nach Anwendung können diese Metalle verwendet werden, um den Bedarf an zusätzlichem Korrosionsschutz zu reduzieren.

Edelstahl:Das Eisen in Edelstahl oxidiert und rostet. Stahl mit hohem Chromgehalt (z. B. Edelstahl 316) rostet jedoch nicht leicht, da Chrom auf der Oberfläche des Teils eine Schutzschicht aus Chromoxid bildet.

Aluminium:Aluminium enthält kein Eisen und rostet daher nicht. Auf der Oberfläche des Teils bildet sich eine Schutzschicht aus Aluminiumoxid, wenn es auf Feuchtigkeit trifft, um Korrosion zu verhindern.

Kupfer, Bronze und Messing:Rote Metalle wie Kupfer, Bronze und Messing enthalten wenig oder kein Eisen und rosten nicht. Oxidiertes Kupfer zeigt eine grüne Patina. Obwohl dies ästhetisch nicht ideal ist, kann es Kupferkomponenten vor Korrosion schützen.

Schutzbeschichtung

Die Beschichtung kann als physikalische Barriere zwischen dem Metallteil und den oxidierenden Elementen in der Umgebung wirken und dadurch eine Korrosionsschutzschicht bereitstellen. Wenn die Beschichtung selbst nicht abgenutzt ist, können Luft, Feuchtigkeit und andere korrosive Substanzen nicht direkt mit dem Metall in Kontakt kommen. Nach einiger Zeit kann die Farbe erneut aufgetragen werden, um den Zustand des Teils zu erhalten.

Eine gängige Methode ist das Verzinken, bei dem der Hersteller eine dünne Zinkschicht auf das Teil aufträgt. Bei einigen Metallen kann es am besten sein, eine Hartverchromung (mäßiger Preis, gute Korrosionsbeständigkeit) oder eine Schwarzverchromung (teurer, mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit) hinzuzufügen.

Anstriche und/oder Grundierungen sind eine direkte und kostengünstige Methode zum Korrosionsschutz und können aus ästhetischen Gründen dennoch erforderlich sein. Die Farbbeschichtung kann als Barriereschicht wirken, um die Übertragung elektrochemischer Ladungen von der korrosiven Lösung auf das darunter liegende Metall zu verhindern.

Eine weitere Möglichkeit ist das Auftragen von Pulverlack. Dabei wird trockenes Pulver auf die saubere Metalloberfläche aufgetragen. Das Metall wird dann erhitzt, um das Pulver zu einem glatten, ununterbrochenen Film zu verschmelzen. Viele verschiedene Pulverzusammensetzungen können verwendet werden, einschließlich Acryl, Polyester, Epoxid, Nylon und Urethan.

Angemessenes Design

Korrosionsschutz beginnt in der Engineering-Phase. Wenn das Teil in einer korrosionsanfälligen Umgebung verwendet werden soll, sollten Ingenieure bei der Erstellung eines CAD-Designs berücksichtigen, ob bestimmte Konstruktionsmerkmale Korrosion fördern oder verhindern. Das Material des Teils wirkt sich auf seine Korrosionsbeständigkeit aus, aber auch die Form und Textur wirken sich auf die Korrosionsbeständigkeit aus

Der Konstrukteur sollte den schmalen Spalt eliminieren, um zu verhindern, dass Luft oder Flüssigkeit eindringt und stagniert. Vermeiden Sie Funktionen, die Feuchtigkeit oder Luft ansammeln können. Teile sollten keine tiefen Risse enthalten, die Feuchtigkeit ansammeln können, und wenn möglich, den Luftstrom fördern. Wenn Teile unbedingt Spalten, Tunnel oder andere Schwachstellen enthalten müssen, sorgen Sie dafür, dass das Metall regelmäßig gewartet werden kann.

Umweltkontrolle

Die Schritte nach der Herstellung können schwieriger zu implementieren sein als die Schritte vor der Herstellung, aber sobald das Teil verwendet wird, ist es immer noch möglich, die Korrosion zu reduzieren.

Korrosion wird durch eine chemische Reaktion zwischen dem Metall und dem Gas in der Umgebung verursacht. Durch Maßnahmen zur Kontrolle der Umgebung können diese Nebenwirkungen minimiert werden. Es kann den Gehalt an Sauerstoff oder Chlor in der Umgebung kontrollieren. Sie können beispielsweise auch verhindern, dass die Teile mit übermäßiger Feuchtigkeit in Kontakt kommen, indem Sie die Position der Teile anpassen oder Hindernisse einführen.

Opferbeschichtung

Eine andere Möglichkeit, Teile korrosionsbeständig zu machen, besteht darin, anstelle einer Schutzbeschichtung eine Opferbeschichtung auf das Metall aufzubringen.

Der Zweck der Opferbeschichtung besteht nicht darin, Korrosion vollständig zu verhindern, sondern dafür zu sorgen, dass die Beschichtung korrodiert, nicht das darunter liegende Material des Teils. Daher wird die Beschichtung als „Opfer“-Material bezeichnet. Es gibt zwei Haupttechnologien zum Erreichen von Opferbeschichtungen:kathodischer Schutz und anodischer Schutz.

Kathodischer Schutz

Das häufigste Beispiel für kathodischen Schutz ist die Beschichtung von eisenlegiertem Stahl mit Zink, ein Prozess, der als Verzinkung bezeichnet wird. Zink ist aktiver als Stahl und oxidiert, wenn es zu korrodieren beginnt, wodurch die Korrosion von Stahl gehemmt wird. Dieses Verfahren wird als kathodischer Schutz bezeichnet, weil es funktioniert, indem Stahl in die Kathode einer elektrochemischen Zelle umgewandelt wird. Kathodischer Korrosionsschutz wird zum Transport von Wasser- oder Brennstoffrohren aus Stahl, Wassererhitzertanks, Schiffsrümpfen und Offshore-Ölplattformen verwendet.

Anodenschutz

Beim anodischen Schutz wird ferrolegierter Stahl mit einem weniger aktiven Metall wie Zinn beschichtet. Zinn korrodiert nicht, so lange eine Zinnbeschichtung vorhanden ist, kann Stahl geschützt werden. Dieses Verfahren wird als Anodenschutz bezeichnet, weil es Stahl zur Anode einer elektrochemischen Zelle macht.

Anodischer Schutz wird häufig in Tanks aus Kohlenstoffstahl verwendet, um Schwefelsäure und 50 %ige Natronlauge zu lagern. In diesen Umgebungen ist aufgrund der extrem hohen Stromanforderungen ein kathodischer Schutz nicht geeignet.