آیا برنج زنگ می زند

آیا برنج زنگ می زند?

وارد هر فروشگاه سخت افزاری شوید, و اتصالات برنجی را خواهید یافت, دریچه ها, و سخت افزار تزئینی.

از فروشنده بپرس: آیا برنج زنگ می زند? پاسخی که احتمالاً خواهید شنید خیر است, برنج زنگ نمی زند. اما آیا این کاملا درست است?

پاسخ, مانند اکثر سوالات علم مواد, هم بله و هم خیر است - بسته به اینکه زنگ را چگونه تعریف کنید و منظورتان از برنج چیست.

این مقاله یک مطلب جامع ارائه می دهد, بررسی چند بعدی خوردگی برنج.

ما متالورژی برنج را بررسی خواهیم کرد, شیمی خوردگی آن, تمایز بین زنگ زدگی و کدر شدن, عوامل محیطی که تخریب را تسریع می کنند, و راهبردهای عملی برای پیشگیری و نگهداری.

1. زنگ چیست? یک تعریف شیمیایی

قبل از پاسخ به اینکه آیا برنج زنگ می زند یا خیر, باید تعریف کنیم زنگ زدگی.

شیمی زنگ

Rust نام رایج آن است آهن هیدراته(III) اکسید (Fe2O3·nH2O). وقتی آهن تشکیل می شود (Fe) با اکسیژن واکنش می دهد (O2) و آب (هوس) از طریق یک فرآیند الکتروشیمیایی:

واکنش معادله توضیحات
آندی Fe → Fe2⁺ + 2عید آهن در آند حل می شود.
کاتدیک O2 + 2هوس + 4e⁻ → 4OH⁻ اکسیژن و آب الکترون مصرف می کنند.
در کل 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(اوه)₃ → 4Fe(اوه)₃ → 2Fe2O3·3H2O اکسید آهن هیدراته (زنگ زدگی).

ویژگی های زنگ

مشخصه توضیحات
رنگ قرمز-قهوه ای تا نارنجی-قهوه ای (هیدراته شده); سیاه یا زرد در اکسیدهای دیگر.
ساختار پوسته پوسته شدن, متخلخل, غیر پایبند; از فلز زیرین محافظت نمی کند.
حجم به 3 تا 7× حجم آهن اصلی بزرگ می شود, ایجاد پوسته پوسته شدن و آسیب های ساختاری.
عناصر مورد نیاز آهن (Fe), اکسیژن (O2), آب (هوس) (یا رطوبت).

نقطه بحرانی: زیرا برنج حاوی آهن فلزی قابل توجهی وجود ندارد, آن را نمی تواند زنگ بزند.

تغییر رنگ قهوه ای مایل به قرمز یا قهوه ای مایل به سبز که روی سطوح برنجی ظاهر می شود کدر یا پتینه, زنگ نزن.

2. برنج چیست? متالورژی و ترکیب

 قطعات برنجی
قطعات برنجی

تعریف و ترکیب

برنج مس-روی است (مس-روی) آلیاژ. محتوای روی از 5% بیش از حد 40%, با عناصر اضافی مانند سرب, قلع, آلومینیوم, سیلیکون, یا آرسنیک برای خواص خاص اضافه شده است.

تایپ کنید مس (%) روی (%) عناصر دیگر خصوصیات کلیدی
برنج آلفا >65 <35 شکل‌پذیر, قابل کار سرد; به عنوان مثال, برنج کارتریج (70/30).
آلفا-بتا برنج 55- 65 35- 45 قوی تر, قابل کار گرم; به عنوان مثال, فلز مونتز (60/40).
برنج بتا <55 >45 سخت تر, شکننده تر; استفاده محدود.
برنج سرب دار 57- 62 33- 40 1- 3٪ سرب ماشینکاری عالی; به عنوان مثال, C36000 (برش آزاد).
قلع برنج 7080- 15- 25 1- 5٪ Sn مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته است; به عنوان مثال, برنج دریاسالاری.
برنج آرسنیک 7080- 15- 25 0.020.05٪ به عنوان در برابر زینک زدایی مقاومت می کند.

نمودار فاز مس-روی

برنج محلول جامد روی در مس است. افزودن روی آلیاژ را از طریق سخت شدن با محلول جامد تقویت می کند اما رفتار خوردگی آن را نیز به طور قابل توجهی تغییر می دهد..

نکات کلیدی متالورژی:

  • فاز آلفا (ساختار FCC) - شکل‌پذیر, مقاومت در برابر خوردگی خوب.
  • فاز بتا (ساختار BCC) - سخت تر, بیشتر مستعد زینک زدایی هستند.
  • تعادل فاز به مقدار روی و دما بستگی دارد.

3. چگونه برنج در واقع خورده می شود

اگرچه برنج نمی تواند زنگ بزند, از نظر شیمیایی فعال باقی می ماند و به طور مداوم با محیط اطراف خود در تعامل است.

این فعل و انفعالات منجر به چندین مکانیسم خوردگی متمایز می شود, که هر کدام توسط اصول الکتروشیمیایی و شرایط محیطی متفاوتی اداره می شوند.

برخلاف زنگ زدگی در فولاد, خوردگی برنج به طور کلی از طریق یک توالی از تحولات سطح پیشرفت می کند, شروع با اکسیداسیون خفیف و, تحت شرایط تهاجمی تر, تبدیل به حمله الکتروشیمیایی موضعی می شود.

تیرگی سطح اولیه: مرحله اول اکسیداسیون برنج

اولین و رایج ترین تغییر مشاهده شده در برنج است لکه دار کردن.

هنگامی که برنج تازه تولید شده در معرض هوا قرار می گیرد, اتم های مس و روی در سطح به آرامی با اکسیژن اتمسفر واکنش می دهند.

در ابتدا, این واکنش یک لایه بسیار نازک را تشکیل می دهد که در درجه اول از:

  • اکسید مس (Cu2O و CuO)
  • اکسید روی (ZnO)

این فیلم اکسید به تدریج ظاهر برنج را از رنگ طلایی روشن اولیه به تغییر می دهد:

  • زرد روشن
  • قهوه ای
  • قهوه ای تیره
  • خاکستری

میزان کدر شدن به عواملی مانند:

  • رطوبت نسبی
  • دما
  • آلودگی هوا
  • گازهای حاوی گوگرد
  • اثر انگشت و چربی پوست

برخلاف زنگ فولاد, این لایه نازک اکسید فشرده است, وابسته, و به طور کلی محافظ است.

به جای تسریع در تخریب, به عنوان یک مانع عمل می کند که انتشار بیشتر اکسیژن را به آلیاژ زیرین کاهش می دهد.

از منظر مهندسی, لکه دار شدن در درجه اول یک تغییر زیبایی شناختی است و تأثیر کمی بر عملکرد ساختاری اجزای برنجی دارد..

سازند پتینه: پوشش محافظ طبیعت

با قرار گرفتن طولانی مدت در محیط های بیرونی, به ویژه آنهایی که حاوی رطوبت و دی اکسید کربن هستند, برنج تحت واکنش های شیمیایی بیشتری قرار می گیرد که منجر به ایجاد a پتینه.

سازند پتینه
سازند پتینه

پتینه عمدتاً از محصولات خوردگی پایدار مانند:

  • کربنات مس
  • کربنات مس پایه
  • هیدروکسید مس
  • سولفات مس (در جوهای آلوده)

بسته به شرایط محیطی, سطح ممکن است رنگ هایی از قهوه ای تیره تا سبز یا سبز آبی که در بناهای تاریخی و ویژگی های معماری دیده می شود ایجاد کند..

بر خلاف زنگ, که متخلخل است و به طور مداوم خوردگی را منتشر می کند, پتینه بالغ متراکم است, از نظر شیمیایی پایدار است, و بسیار محافظ.

آلیاژ زیرین را از جو جدا می کند, کاهش قابل توجه خوردگی بعدی.

این انفعال طبیعی توضیح می‌دهد که چرا مجسمه‌های برنجی قرن‌ها قدمت دارند, یراق آلات تزئینی, و عناصر معماری میراث اغلب یکپارچگی ساختاری عالی را با وجود قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در فضای باز حفظ می کنند..

ضد عفونی: مهم ترین شکل خوردگی برنج

در حالی که کدر شدن و تشکیل پتینه عموماً خوش خیم است, زینک زدایی یک مکانیسم خوردگی مخرب است که می تواند عملکرد مکانیکی برنج را به طور جدی مختل کند.

زینک زدایی یک فرآیند شستشوی انتخابی است که در آن روی, از نظر الکتروشیمیایی فعال تر از مس است, ترجیحاً هنگامی که در معرض الکترولیت های خاص قرار می گیرد از آلیاژ حل می شود, به خصوص آب حاوی کلرید.

همانطور که روی حذف می شود, مواد باقی مانده تبدیل به یک متخلخل می شود, اسکلت غنی از مس با استحکام بسیار کاهش یافته و قابلیت تحمل فشار.

شرایط معمولی که باعث افزایش زینک زدایی می شوند عبارتند از:

  • آب آشامیدنی گرم
  • آب دریا
  • محلول های کلرید بالا
  • سیستم های آب راکد
  • محیط های کمی اسیدی

شاخص های قابل مشاهده شامل:

  • تغییر رنگ مایل به قرمز یا صورتی
  • رسوبات سفید متشکل از محصولات خوردگی روی
  • سوراخ شدن سطح
  • افزایش تخلخل
  • نشتی در قطعات حاوی فشار

برای کاربردهای حیاتی لوله کشی و دریایی, مقاوم در برابر زینک زدایی (RDA) برنجی به طور خاص با افزودنی های آلیاژی کنترل شده برای سرکوب این مکانیسم خوردگی انتخابی و افزایش عمر مفید مهندسی شده است..

ترک خوردگی ناشی از استرس: مکانیزم شکست پنهان

مهم دیگر, اگرچه کمتر رایج است, فرآیند تخریب است ترک خوردگی تنشی (SCC).

SCC زمانی رخ می دهد که سه شرایط به طور همزمان وجود داشته باشد:

  • یک آلیاژ برنج حساس
  • تنش کششی پایدار (یا کاربردی یا باقیمانده)
  • یک محیط خورنده خاص, مهمترین آنها حاوی آمونیاک یا ترکیبات آمونیوم است

به جای ایجاد تلفات یکنواخت مواد, SCC منجر به شروع و انتشار ترک های ریز می شود, اغلب در امتداد مرزهای دانه.

این ترک ها می توانند با خوردگی سطحی قابل مشاهده اندک رشد کنند و در نهایت ممکن است منجر به ناگهانی شوند, شکستگی شکننده.

اجزای در معرض خطر خاص عبارتند از:

  • ساقه سوپاپ
  • اتصالات فشرده سازی
  • اتصال دهنده ها
  • چشمه
  • قطعات ماشینکاری شده دقیق که تحت فشارهای ماشینکاری باقی مانده قرار دارند

درمان حرارتی کاهش استرس, انتخاب آلیاژ مناسب, و اجتناب از محیط های خدماتی غنی از آمونیاک، استراتژی های موثری برای به حداقل رساندن حساسیت SCC هستند.

خوردگی یکنواخت و موضعی

در محیط های شیمیایی تهاجمی, برنج نیز ممکن است تجربه کند خوردگی یکنواخت, که در آن مواد به تدریج در سراسر سطح در معرض حل می شود, یا خوردی موضعی, جایی که حمله در مناطق مجزا متمرکز است.

اسیدهای قوی, قلیایی قوی, و برخی از مواد شیمیایی صنعتی می توانند فیلم های اکسید محافظ را حل کنند, منجر به از دست دادن فلز قابل اندازه گیری در طول زمان می شود.

بر خلاف زنگ, با این حال, این فرآیندها فلس های اکسید آهن گسترده ای تولید نمی کنند. در عوض, آلیاژ به آرامی نازک تر می شود یا حفره های موضعی ایجاد می کند, در حالی که حالت کلی تخریب اساساً با رفتار زنگ زدگی آهن و فولاد متفاوت است.

در نتیجه, ارزیابی دوام برنج به جای استفاده از مفاهیم مرتبط با مواد آهنی مستلزم درک مکانیسم های خوردگی خاص آن است..

خوردگی گالوانیکی

وقتی برنج با فلز نجیب تری جفت می شود (به عنوان مثال, فولاد ضد زنگ, مس) در یک محیط رسانا, برنج به آند تبدیل می شود و ترجیحاً خورده می شود.

زوج سطح ریسک اقدام پیشگیرانه
برنج - فولاد ضد زنگ بالا (برنج خورده می شود) از واشرهای عایق استفاده کنید; از تماس مستقیم در محیط های مرطوب خودداری کنید.
برنج - مس کم (پتانسیل مشابه) معمولا قابل قبول است.
برنج – آلومینیوم خیلی بلند (آلومینیوم خورده می شود) عایق مورد نیاز.
برنج – فولاد کربن متوسط (فولاد خورده می شود) از فولاد با پوشش محافظت کنید.

4. برس در مقابل. برنز: مقایسه خوردگی

برنج و برنز اغلب با هم اشتباه گرفته می شوند. رفتار خوردگی آنها به دلیل عنصر آلیاژی اولیه متفاوت است (روی در برنج; قلع در برنز).

اموال برنج (مس-روی) برنز (با Sn)
عنصر آلیاژی اولیه روی قلع
مکانیزم خوردگی ضد عفونی, لکه دار شدن عمومی شستشوی انتخابی قلع (ناچیز), بیماری برنز
مقاومت در برابر آب دریا بیچاره (ضد عفونی) عالی (برنزهای قلع, برنزهای آلومینیومی)
لکه دار شدن سریع; پتینه سبز/قهوه ای کندتر; پتینه سبز/قهوه ای
خوردگی تنشی مستعد (آمونیاک, نمک های جیوه) به طور کلی مقاوم است
خوردگی دو فلزی متوسط (زوج هایی با فلزات نجیب) خوب (کمتر مستعد حمله گالوانیکی است)

5. عوامل محیطی موثر بر خوردگی برنج

اگرچه برنج زنگ نمی زند, رفتار خوردگی آن به شدت به محیطی که در آن کار می کند بستگی دارد.

پایداری لایه اکسید محافظی که به طور طبیعی روی برنج ایجاد می شود می تواند به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار گیرد. رطوبت, آلاینده ها, دما, شیمی آب, PH, و استرس مکانیکی.

رطوبت و رطوبت

رطوبت یکی از عوامل موثر بر خوردگی برنج است.

آب به عنوان یک الکترولیت عمل می کند, فعال کردن واکنش های الکتروشیمیایی بین سطح آلیاژ و محیط اطراف آن.

با افزایش رطوبت نسبی, یک لایه رطوبت نازک به تدریج روی سطح برنج ایجاد می شود, تسهیل انتشار اکسیژن و انتقال یونی.

در هوای خشک, اکسیداسیون به آرامی رخ می دهد و به طور معمول فقط نازک تولید می کند, فیلم اکسید فشرده.

با افزایش رطوبت, اکسیداسیون تسریع می شود, منجر به کدر شدن بارزتر و در نهایت تشکیل پتینه می شود.

تحت شرایط مرطوب یا غوطه ور مداوم, لایه اکسید محافظ ممکن است ناپایدار شود, افزایش احتمال خوردگی موضعی.

تأثیر رطوبت بر خوردگی برنج را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

رطوبت نسبی / قرار گرفتن در معرض بیماری رفتار خوردگی معمولی شدت خوردگی
در زیر 30% RH حداقل اکسیداسیون اتمسفر; سطح برای مدت طولانی روشن باقی می ماند خیلی کم
30-60٪ RH کدر شدن تدریجی; فیلم اکسید پایدار ایجاد می شود کم تا متوسط
بالا 60% RH اکسیداسیون و تغییر رنگ سریعتر; آلاینده ها ممکن است خوردگی را تسریع کنند متوسط ​​تا زیاد
خیس کردن یا غوطه وری مداوم خوردگی الکتروشیمیایی فعال; خطر زینک زدایی در آب های راکد بسیار بالا

آلاینده های جوی

آلاینده های موجود در هوا می توانند رفتار خوردگی برنج را با تعامل با لایه اکسید محافظ طبیعی آن به طور چشمگیری تغییر دهند..

انتشارات صنعتی, آئروسل های دریایی, و بخارات شیمیایی اغلب تخریب سطح را از طریق مکانیسم های الکتروشیمیایی خاص تسریع می کنند.

مهمترین آلاینده های جوی موثر بر برنج شامل ترکیبات گوگردی است, کلرید, آمونیاک, و گازهای اکسید کننده.

آلاینده اثر اولیه بر برنج مکانیسم خوردگی
دی اکسید گوگرد (خیلی) تسریع کدر شدن و تغییر رنگ تیره تشکیل سولفیدهای مس (Cu₂S)
یون کلرید (نمک پاش) حفره زدایی و زینک زدایی تجزیه فیلم های اکسید غیرفعال
آمونیاک (NH₃) ترک خوردگی تنشی حمله مرزی دانه تحت تنش کششی
ازن (O3) اکسیداسیون تسریع شده افزایش سرعت تشکیل اکسید

دی اکسید گوگرد (خیلی)

دی اکسید گوگرد, معمولا در فضاهای صنعتی و شهری یافت می شود, به راحتی با مس روی سطح برنج واکنش می دهد و سولفید مس را تشکیل می دهد.

این ترکیبات باعث ایجاد تیرگی قهوه ای تیره یا سیاه می شوند که اغلب در برنج در معرض هوای آلوده مشاهده می شود..

اگرچه این لکه دار شدن عموما سطحی است, قرار گرفتن در معرض طولانی مدت می تواند سرعت اکسیداسیون کلی را تسریع کند و ظاهر زیبایی شناسی اجزای تزئینی را کاهش دهد..

محیط های حاوی کلرید

یون های کلرید از جمله تهاجمی ترین گونه هایی هستند که برنج را تحت تأثیر قرار می دهند.

مناطق ساحلی, سکوهای فراساحلی, کارخانه های آب شیرین کن, و تجهیزات دریایی به طور مداوم در معرض هوای مملو از نمک قرار دارند.

کلریدها لایه اکسید غیرفعال را بی ثبات کرده و ترویج می کنند:

  • گودال موضعی
  • خوردگی شکاف
  • ضد عفونی
  • خوردگی گالوانیکی در صورت وجود فلزات غیرمشابه

برای این برنامه ها, برنج دریایی, برنج سیلیکون, یا مقاوم در برابر زینک زدایی (RDA) معمولاً برنج توصیه می شود.

قرار گرفتن در معرض آمونیاک

اگرچه آمونیاک تأثیر کمی بر برنج بدون تنش دارد, هنگامی که با تنش کششی پسماند یا اعمال شده ترکیب شود، بسیار مخرب می شود.

تحت این شرایط, آمونیاک می تواند به مرزهای دانه نفوذ کند و شروع کند ترک خوردگی تنشی (SCC).

این پدیده به ویژه خطرناک است زیرا:

  • ترک ها ممکن است بدون تلفات قابل توجه مواد ایجاد شوند.
  • شکست می تواند به طور ناگهانی با هشدار خارجی کمی رخ دهد.
  • استحکام مکانیکی مدتها قبل از اینکه خوردگی قابل مشاهده ظاهر شود بدتر می شود.

قطعاتی مانند میل سوپاپ, اتصالات فشرده سازی, چشمه ها, و اتصال دهنده ها به انتخاب دقیق آلیاژ و درمان تنش زدایی در زمانی که قرار گرفتن در معرض آمونیاک پیش بینی می شود نیاز دارند..

ازن و اتمسفرهای اکسید کننده قوی

ازن یک عامل اکسید کننده بسیار واکنش پذیر است که سرعت تشکیل فیلم اکسید روی سطوح برنجی را افزایش می دهد..

در حالی که لایه اکسید حاصل ممکن است تحت شرایط ملایم محافظ باقی بماند, قرار گرفتن طولانی مدت در معرض غلظت بالای ازن می تواند تغییر رنگ و پیری سطح را تسریع کند.

دما

دما با افزایش انتشار اتمی به طور مستقیم بر سینتیک خوردگی تأثیر می گذارد, سرعت واکنش شیمیایی, و فعالیت الکتروشیمیایی.

به طور کلی, هر افزایش دما باعث تسریع اکسیداسیون و خوردگی می شود, اگرچه مکانیسم خاص به آلیاژ و محیط سرویس بستگی دارد.

محدوده دما رفتار خوردگی معمولی
-10 تا 40 درجه سانتی گراد اکسیداسیون آهسته; پتینه محافظ به تدریج ایجاد می شود
40درجه سانتی گراد تا 80 درجه سانتی گراد واکنش های خوردگی تسریع می شود; اکسیداسیون ممکن است دو تا پنج برابر سریعتر از دمای محیط رخ دهد
بالای 80 درجه سانتیگراد افزایش خطر زینک زدایی, غلیظ شدن اکسید, و خوردگی آب گرم
زیر 100 درجه سانتیگراد نرخ خوردگی بسیار پایین; برنج چقرمگی و شکل پذیری عالی را حفظ می کند

pH محلول های آبی

اسیدیته یا قلیایی بودن یک محیط آبی تأثیر عمده ای بر خوردگی برنج دارد زیرا pH هم بر پایداری لایه های اکسید محافظ و هم بر انحلال الکتروشیمیایی مس و روی تأثیر می گذارد..

محدوده pH شدت خوردگی مکانیسم غالب
در زیر 4 (به شدت اسیدی) بالا انحلال سریع مس و روی
pH 4-8 (خنثی تا کمی اسیدی) متوسط کدر شدن با تشکیل اکسید محافظ
pH 8-12 (خفیف قلیایی) کم فیلم های اکسید و هیدروکسید پایدار محافظت می کنند
بالا 12 (به شدت قلیایی است) متوسط انحلال مس در محیط های کمپلکس قلیایی

6. محصولات خوردگی روی برنج: آنچه بر روی سطح ظاهر می شود?

تغییر رنگی که روی سطوح برنجی ظاهر می شود زنگ زدگی نیست; مخلوطی از ترکیبات مس و روی است.

رنگ ترکیب اولیه شرایط تشکیل
زرد-طلای روشن سطح آلیاژ مس و روی را تمیز کنید تازه ماشین کاری شده یا جلا داده شده.
قرمز مایل به قهوه ای اکسید مس (Cu2O) اکسیداسیون اولیه در هوا.
قهوه ای / قهوه ای تیره اکسید مس (CuO) + اکسید روی (ZnO) قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هوا و رطوبت.
خاکستری / سیاه سولفید مس (Cu₂S) + سولفید روی فضاهای صنعتی (خیلی, باسله).
سبز / سبز آبی کربنات مس پایه (Cu2CO3(اوه)₂) قرار گرفتن در معرض اتمسفر طولانی مدت (پتینه).
سبز آبی کلرید مس (CuCl2) دریایی / محیط های کلرید.
سفید / پودری اکسید روی (ZnO) یا کربنات روی خوردگی روی ترجیحی (زینک زدایی).
صورتی / قرمز باقیمانده غنی از مس ضد عفونی (روی شسته شد, مس باقی می ماند).

7. جلوگیری از خوردگی در برنج

انتخاب آلیاژ

آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی محیط های مناسب
C87610 / C87850 (برنج سیلیکون) عالی (مقاوم در برابر زینک زدایی) آب آشامیدنی, دریایی, شیمیایی.
C87400 / C87500 (برنج سیلیکون) خیلی خوبه صنعتی عمومی.
C68700 (برنج دریاسالاری آرسنیک) خوب (مقاوم در برابر آب) کندانسر, مبدل های حرارتی.
C46400 (برنج دریایی) متوسط (ضد عفونی) آب شیرین, دریایی (با حفاظت).
C36000 (برنج سرب دار) بیچاره (مقاومت در برابر خوردگی کم) داخل خانه خشک کنید, فقط قطعات ماشینکاری شده.

درمان های سطحی

درمان هدف روش
لاک زدن از کدر شدن جلوگیری می کند پوشش اکریلیک یا پلی اورتان شفاف.
منفعل شدن لایه اکسید محافظ را تشکیل می دهد غوطه ور شدن اسید نیتریک (10- 25٪, 40-60 درجه سانتی گراد).
تبدیل کرومات مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد درمان با اسید کرومیک (زرد یا شفاف).
آندایز کردن لایه اکسید ضخیم برای سایش / خوردگی اکسیداسیون آندی (استفاده محدود در برنج).
آبکاری لایه تزئینی / محافظ نیکل, کروم, یا آبکاری طلا.

پوشش ها و بازدارنده ها

پوشش / بازدارنده برنامه اثربخشی
لاک شفاف سخت افزار تزئینی خوب (2- 5 سال).
بنزوتریازول (BTA) بازدارنده خوردگی برای آلیاژهای مس عالی; یک فیلم محافظ تشکیل می دهد.
سیلرهای مبتنی بر آب برنج معماری متوسط; نیاز به کاربرد مجدد دارد.
روغن / موم سطوح ابزار موقت; نیاز به کاربرد مجدد دارد.

8. تمیز کردن و نگهداری برنج

اگرچه برنج در برابر زنگ زدگی بسیار مقاوم است و دوام طولانی مدت عالی را ارائه می دهد, ظاهر و مقاومت در برابر خوردگی آن می تواند به طور قابل توجهی تحت تأثیر نگهداری مناسب قرار گیرد.

آیا برنج زنگ می زند
آیا برنج زنگ می زند

تمیز کردن روتین برای تعمیر و نگهداری روزمره

منظم تمیز کردن قطعات برنجی ساده ترین و موثرترین راه برای افزایش عمر مفید است.

حذف گرد و غبار, گریس, اثر انگشت, نمک, و آلاینده های صنعتی به جلوگیری از تسریع اکسیداسیون یا شروع خوردگی موضعی توسط آلاینده ها کمک می کند..

برای اکثر کاربردهای خانگی و صنعتی, یک پارچه نرم همراه با آب گرم و یک محلول صابون ملایم برای از بین بردن کثیفی سطح بدون آسیب رساندن به لایه اکسید محافظ کافی است..

بعد از تمیز کردن, سطح باید همیشه با آب تمیز کاملاً شسته شود و کاملاً خشک شود تا رطوبت باقیمانده باعث ایجاد خوردگی نشود..

تمیز کردن معمول به ویژه برای:

  • سخت افزار تزئینی
  • دستگیره های در
  • وسایل لوله کشی
  • آلات موسیقی
  • قطعات مکانیکی دقیق
  • سخت افزار برق

بر خلاف پولیش تهاجمی, تمیز کردن ملایم یکپارچگی لایه اکسید طبیعی را حفظ می کند و در عین حال ظاهری جذاب را حفظ می کند.

از بین بردن تیرگی

همانطور که سن برنج, اکسیداسیون به تدریج رنگ طلایی روشن آن را به سایه های قهوه ای تغییر می دهد, برنز تیره, یا سیاه.

این تیرگی معمولاً به سطح محدود می شود و نشان دهنده خرابی ساختاری نیست.

چندین روش تمیز کردن می تواند به طور موثر لکه ها را از بین ببرد.

محلول های پاک کننده ارگانیک ملایم

پاک کننده های اسیدی طبیعی, مانند سرکه همراه با نمک یا آب لیمو مخلوط با جوش شیرین, به طور گسترده برای از بین بردن تیرگی متوسط ​​استفاده می شود.

اسید ملایم اکسیداسیون سطح را حل می کند در حالی که عملکرد ساینده ملایم به بازیابی سطح فلزی اصلی کمک می کند..

با این حال, زیرا این محلول ها اسیدی هستند, آنها نباید برای مدت طولانی روی سطح برنج باقی بمانند.

پس از درمان, این جزء باید کاملاً با آب تمیز شسته شود و بلافاصله خشک شود تا باقی مانده اسیدی از بین برود..

این روش ها به طور کلی برای:

  • تزئینات برنجی تزئینی
  • لوازم خانگی
  • سخت افزار آشپزخانه
  • لوازم جانبی کم رنگ

پولیش های تجاری برنجی

برای برنجی که به شدت لکه دار شده است, ترکیبات صیقل دهنده تجاری نتایج سریعتر و ثابت تری ارائه می دهند.

این محصولات معمولاً حاوی ذرات ساینده ریز و مواد پاک کننده شیمیایی هستند که اکسیداسیون را از بین می برند و درخشش طلایی مشخصه را بازیابی می کنند..

در حالی که پولیش ظاهر را تا حد زیادی بهبود می بخشد, همچنین بخشی از لایه اکسیدی توسعه یافته طبیعی را حذف می کند و, در بعضی موارد, پتینه محافظ.

پرداخت زیاد یا مکرر ممکن است به تدریج محافظت از سطح را کاهش دهد و ظاهر اشیاء برنجی عتیقه یا تاریخی را تغییر دهد..

بنابراین, پولیش تجاری باید به‌جای نگهداری معمولی، به‌طور انتخابی استفاده شود.

عوامل تمیز کننده برای اجتناب از

همه مواد شیمیایی پاک کننده برای برنج مناسب نیستند.

یکی از مهمترین اقدامات احتیاطی این است که از پاک کننده های مبتنی بر آمونیاک اجتناب کنید, به ویژه برای قطعات برنجی تحت فشار یا باربر.

آمونیاک به خوبی برای ترویج شناخته شده است ترک خوردگی تنشی (SCC) در آلیاژهای برنج حساس.

حتی غلظت‌های نسبتاً کم ممکن است در مرزهای دانه‌ها نفوذ کرده و در صورت ترکیب با تنش‌های کششی پسماند یا اعمال شده، ترک‌های میکروسکوپی ایجاد کنند..

به همین دلیل, هرگز نباید از محصولات پاک کننده حاوی آمونیاک استفاده کرد:

  • اجزای دریچه
  • اتصالات فشرده سازی
  • چشمه
  • اتصال دهنده ها
  • موارد کارتریج
  • قطعات مکانیکی دقیق

به همین ترتیب, اسیدهای بسیار غلیظ, قلیایی قوی, پشم فولادی ساینده, و باید از ابزارهای سنگ زنی تهاجمی اجتناب کرد مگر اینکه به طور خاص برای ترمیم صنعتی توصیه شود.

درمان های سطحی محافظ

تمیز کردن به تنهایی از اکسیداسیون آینده جلوگیری نمی کند.

بعد از اینکه سطح تمیز شد, بسیاری از اجزای برنجی از درمان های محافظتی اضافی بهره می برند که فلز را از رطوبت و آلاینده های جوی جدا می کند..

روش های حفاظتی رایج عبارتند از:

پوشش های مومی

موم میکرو کریستالی یا موم خمیری با کیفیت بالا یک مانع آبگریز نازک بر روی سطح برنج ایجاد می کند..

پوشش های مومی مزایای متعددی را ارائه می دهند:

  • قرار گرفتن در معرض اکسیژن را کاهش دهید
  • دفع رطوبت
  • کدر شدن آهسته
  • حفظ ظاهر سطح
  • درخشندگی فلزی طبیعی را حفظ کنید

حفاظ موم به طور گسترده ای برای برنجی معماری تزئینی و مصنوعات موزه استفاده می شود.

روغن های محافظ

روغن های معدنی سبک غالباً در هنگام ذخیره سازی یا حمل و نقل به اجزای برنجی صنعتی اعمال می شوند.

فیلم های روغنی در برابر:

  • رطوبت
  • اثر انگشت
  • اکسیداسیون اتمسفر موقت

اگرچه پوشش های روغنی نیاز به تجدید دوره ای دارند, آنها یک راه حل ارزان قیمت برای حفاظت از خوردگی کوتاه مدت ارائه می دهند.

پوشش های لاکی

لاک شفاف یک مانع محافظ شفاف ایجاد می کند که از تماس مستقیم بین سطح برنجی و محیط اطراف جلوگیری می کند..

معمولاً از پوشش های لاکی استفاده می شود:

  • سخت افزار درب
  • وسایل روشنایی
  • تزئینات تزئینی
  • آلات موسیقی

زمانی که به درستی نگهداری شود, لاک با جلوگیری از اکسیداسیون در وهله اول نیاز به پولیش را کاهش می دهد.

پوشش های آبکاری شده

برای کاربردهای صنعتی خواستار, برنج ممکن است با فلزاتی مانند نیکل یا کروم آبکاری شود.

آبکاری فراهم می کند:

  • مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته است
  • مقاومت در برابر سایش بالاتر
  • ظاهر تزئینی تقویت شده
  • افزایش پایداری شیمیایی

اتصال دهنده های الکتریکی اغلب با قلع اندود می شوند, نقره ای, یا طلا برای حفظ مقاومت تماس کم و در عین حال محافظت از بستر برنجی زیرین.

حفظ پتینه طبیعی

تمام برنج ها را نباید تا سطح روشن پرداخت کرد.

برای بسیاری از معماری, تاریخی, و برنامه های هنری, پتینه به طور طبیعی توسعه یافته هم از نظر زیبایی شناسی ارزشمند و هم از نظر عملکرد مفید در نظر گرفته می شود.

سطح سبز یا برنزی تیره که بر روی بناها و بناهای تاریخی دیده می شود نشانه ای از فرسودگی نیست بلکه یک لایه محافظ پایدار است که خوردگی بیشتر را کاهش می دهد..

در نتیجه, متخصصان حفاظت عموماً به جای حذف پتینه بالغ، آن را حفظ می کنند.

برای برنج های معماری در معرض محیط های بیرونی, تعمیر و نگهداری اغلب شامل تمیز کردن دوره ای و به دنبال آن استفاده از موم محافظ است, به پتینه اجازه می دهد تا به طور طبیعی به رشد خود ادامه دهد.

9. کاربردهایی که خوردگی برنج اهمیت دارد

صنعت اجزای برنجی معمولی نگرانی های خوردگی کاهش
لوله کشی شیرآلات, اتصالات, شیرآلات ضد عفونی; شستشوی سرب از برنج DR استفاده کنید (C87610, C87850).
دریایی شفت های پروانه, پمپ های آب دریا ضد عفونی, سوراخ کردن از برنج دریایی استفاده کنید (C46400) یا برنج سیلیکون.
برقی پایانه ها, اتصال دهنده ها, تابلو برق لکه دار شدن (مقاومت تماسی را افزایش می دهد) آبکاری نقره یا قلع.
خودرو رادیاتور, هسته های بخاری, اتصال دهنده ها خوردگی ناشی از خنک کننده ها, نمک از برنج آرسنیک استفاده کنید; نگهداری مناسب مایع خنک کننده.
معماری نرده ها, سخت افزار درب, سقف کدر شدن جو, پتینه پتینه طبیعی را لاک بزنید یا اجازه دهید.
آلات موسیقی شیپور, ترومبون ها, ساکسیفون لکه دار شدن (زیبایی شناختی) تمیز کردن منظم; پوشش لاکی.
مهمات موارد کارتریج (C26000) ترک خوردن فصل (آمونیاک) تسکین استرس; ذخیره سازی کنترل شده.
سخت افزار مصرف کننده قفل, لولاها, کلیدها لکه دار شدن (لوازم آرایشی) لاک; پولیش منظم.

10. مقایسه خلاصه: برنج در مقابل زنگ

ملاک زنگ زدگی روی آهن/فولاد خوردگی روی برنج
تعریف شیمیایی اکسید آهن هیدراته (Fe2O3·nH2O) اکسیدهای مس و روی, کربنات ها, کلرید, سولفیدهای.
عنصر مورد نیاز آهن (Fe) مس (مس) و روی (روی).
رنگ قرمز-قهوه ای, نارنجی قهوه ای قهوه ای, سیاه, سبز, سبز آبی, قرمز-صورتی (زینک زدایی).
ساختار پوسته پوسته شدن, متخلخل, غیر پایبند اغلب پایبند (پتینه); ممکن است پودری باشد (زینک زدایی).
افزایش حجم 3‑7× (باعث پوسته پوسته شدن می شود) حداقل تا متوسط (پتینه محافظ است).
اثر محافظتی هیچ کدام (زنگ زدگی خوردگی را تسریع می کند) بله (پتینه خوردگی بیشتر را کند می کند).
پیشگیری رنگ کنید, گالوانیزه کردن, روغن, آلیاژ آلیاژ DR را انتخاب کنید; لاک; جدا کردن.
تعمیر خراش دادن/حذف کردن; رنگ آمیزی مجدد لهستانی; از بین بردن خوردگی فعال; دوباره مهر و موم کردن.

11. نتیجه گیری

بنابراین, برنج زنگ می زند? پاسخ علمی بی چون و چرا است: خیر. برنج زنگ نمی زند زیرا زنگ یک محصول خوردگی منحصر به فرد آهن و فولاد است, در حالی که برنج یک آلیاژ مس-روی است که تقریباً حاوی آهن نیست.

با این وجود, برنج از تخریب محیط زیست مصون نیست.

در طول عمر مفید آن, تحت انواع فرآیندهای خوردگی از جمله اکسیداسیون قرار می گیرد, لکه دار کردن, تشکیل پتینه, زینک زدایی, و, تحت شرایط خاص, ترک خوردگی تنشی.

این مکانیسم ها از نظر شیمی و اهمیت مهندسی اساساً با زنگ زدگی مواد آهنی متفاوت است..

در نهایت, درک تمایز بین زنگ زدگی و خوردگی برنج برای مهندسان ضروری است, طراحان, تولید کنندگان, و کاربران نهایی به طور یکسان.

با انتخاب آلیاژ مناسب, با در نظر گرفتن محیط عملیاتی, و به کارگیری شیوه های نگهداری صحیح,

قطعات برنجی می توانند قابلیت اطمینان فوق العاده ای را ارائه دهند, مقاومت در برابر خوردگی عالی, و عمر مفید فوق العاده طولانی در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و تجاری.

 

سوالات متداول

آیا برنج در آب زنگ می زند؟?

خیر, برنج اینطور نیست زنگ زدگی (اکسید آهن را تشکیل می دهند). با این حال, برنج در آب خورده می شود, به خصوص آب راکد یا اسیدی, جایی که زینک زدایی ممکن است رخ دهد.

برای مصارف آب از برنج های مقاوم در برابر زینک زدایی استفاده کنید.

چرا برنج من سبز می شود?

رنگ سبز یک پتینه محافظ است کربنات مس اساسی (Cu2CO3(اوه)₂) .

هنگامی که برنج برای مدت طولانی در معرض رطوبت و دی اکسید کربن قرار می گیرد، تشکیل می شود. این مضر نیست - در واقع از فلز محافظت می کند.

آیا برنج در آب شور زنگ می زند؟?

برنج زنگ نمی زند, اما در آب شور خورده می شود.

برنج‌هایی با روی بالا در محیط‌های کلرید به زینک زدایی و حفره‌زدایی حساس هستند.. برنج های سیلیکونی و برنز برای کاربردهای دریایی ترجیح داده می شوند.

می تواند برنج مانند آهن زنگ بزند?

خیر. زنگ مخصوص آهن و آلیاژهای آن است (فولاد, چدن). برنج فاقد آهن است (جز به عنوان ناخالصی جزئی), بنابراین نمی تواند زنگ بزند.

چگونه خوردگی سبز را از برنج پاک کنم؟?

برای پتینه سبز ملایم, از پولیش برنجی تجاری یا مخلوطی از آب لیمو و نمک استفاده کنید.

برای خوردگی سنگین یا حفره ای, تمیز کردن و تثبیت حرفه ای (با BTA) ممکن است مورد نیاز باشد.

آیا برنج سیاه می شود؟?

بله. در اتمسفرهای صنعتی حاوی ترکیبات گوگردی, برنج یک فیلم سولفید مسی خاکستری-سیاه تشکیل می دهد. این یک شکل لکه دار کردن است, زنگ نزن.

به بالا بروید