آیا مس زنگ می زند؟? | آشنایی با خوردگی مس & پتینه

در هر شهر قدیمی قدم بزنید, و شما آن را خواهید دید - پتینه سبز متمایز روی سقف های مسی, مجسمه ها, و جزئیات معماری.

این سرخاب نمادین اغلب با زنگ زدگی اشتباه گرفته می شود, اما آیا آن است? آیا مس مانند آهن زنگ می زند؟? پاسخ کوتاه نه است, اما داستان کامل بسیار ظریف تر و از نظر علمی غنی است.

مس یکی از قدیمی ترین و همه کاره ترین فلزات بشر است, برای هزاران سال در همه چیز از سیم کشی برق و لوله کشی گرفته تا آثار هنری و سکه استفاده شده است.

دوام و مقاومت در برابر خوردگی آن را در کاربردهای بیشماری ضروری کرده است. با این حال سردرگمی در مورد نحوه رفتار مس در مواجهه با عناصر وجود دارد.

این مقاله ارائه می دهد دقیق, بررسی جامع رفتار خوردگی مس.

ما تعریف شیمیایی زنگ را بررسی خواهیم کرد, مکانیسم های خوردگی واقعی مس, انواع مختلف خوردگی مس, عوامل محیطی که بر دوام آن تأثیر می گذارد, و مفاهیم عملی برای مهندسی و طراحی.

1. آیا مس زنگ می زند؟?

پاسخ این است نه.

مس انجام می دهد نه زنگ زدگی زیرا زنگ یک محصول خوردگی است که تشکیل می شود فقط روی آهن و آلیاژهای مبتنی بر آهن, مانند فولاد کربن و چدن.

زنگ از نظر شیمیایی از اکسیدهای آهن هیدراته تشکیل شده است, در درجه اول Fe2O3·nH2O و fe₃o₄, که هنگام واکنش آهن با اکسیژن و رطوبت ایجاد می شوند.

بر خلاف بسیاری از فیلم های اکسید محافظ موجود در فلزات غیر آهنی, زنگ متخلخل است, شکننده, و به طور شل به فلز زیرین چسبیده است.

همانطور که پوسته پوسته می شود, آهن تازه به طور مداوم در معرض قرار می گیرد, به خوردگی اجازه می دهد تا به عمق مواد پیشرفت کند.

رفتار مس اساساً متفاوت است.

به جای تولید زنگ, مس متحمل می شود اکسیداسیون, به تدریج لایه های سطحی نازکی از اکسیدهای مس را تشکیل می دهند.

بیش از دوره های طولانی قرار گرفتن در معرض اتمسفر, این لایه های اکسیدی با رطوبت واکنش نشان می دهند, دی اکسید کربن, ترکیبات گوگردی, و سایر عناصر محیطی برای تولید یک متراکم, فیلم سطح پایدار که معمولاً به عنوان شناخته می شود پتینه.

این تمایز یکی از مهم ترین تفاوت های فلزات آهنی و غیرآهنی است.

بر خلاف زنگ, پتینه مسی به شدت به بستر چسبیده است و به عنوان یک پوشش محافظ طبیعی عمل می کند.

به جای تسریع در خوردگی, به طور قابل توجهی سرعت اکسیژن را کاهش می دهد, رطوبت, و آلاینده ها می توانند به فلز زیرین برسند.

در نتیجه, پس از استقرار کامل لایه محافظ، خوردگی به طور چشمگیری کاهش می یابد.

2. فرآیند کامل خوردگی مس

خوردگی مس یک رویداد ناگهانی نیست، بلکه یک تبدیل تدریجی الکتروشیمیایی است که در طی سالیان متمادی رخ می دهد.

همانطور که فلز با اکسیژن تعامل می کند, رطوبت, دی اکسید کربن, و آلاینده های جوی, سطح آن دستخوش یک سری تغییرات قابل پیش بینی می شود.

مرحله 1: مس تازه فلزی

مس تازه تولید شده ظاهر فلزی متمایل به قرمز متمایل به نارنجی روشن و صافی را نشان می دهد, سطح بازتابنده.

در این مرحله, این فلز بسیار واکنش پذیر است زیرا هنوز هیچ فیلم اکسید محافظی ایجاد نشده است.

بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض هوا, مولکول های اکسیژن با سطح مس شروع به واکنش می کنند.

اگرچه این واکنش در عرض چند دقیقه شروع می شود, لایه اکسید حاصل در ابتدا تنها چند نانومتر ضخامت دارد و تقریباً با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست..

این فیلم اکسید فوق نازک نشان دهنده اولین خط دفاعی در برابر قرار گرفتن در معرض محیط است.

مرحله 2: اکسیداسیون اولیه

همانطور که قرار گرفتن در معرض ادامه دارد, سطح به تدریج تشکیل می شود اکسید مس (Cu2O).

این اکسید به صورت یک لایه قهوه ای مایل به قرمز ظاهر می شود و فشرده و محکم به فلز زیرین چسبیده باقی می ماند.. بر خلاف زنگ آهن, ترک نمی خورد و از بین نمی رود.

در عوض, به عنوان یک مانع محافظ عمل می کند که انتشار اکسیژن را در بستر مسی کند می کند..

سرعت اکسیداسیون در این مرحله به عوامل محیطی متعددی بستگی دارد, از جمله دما, رطوبت, و در دسترس بودن اکسیژن.

در شرایط جوی معمولی, روند نسبتا کند و یکنواخت است.

مرحله 3: توسعه یک لایه اکسید تیره

با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت, بخشی از اکسید مس بیشتر به آن اکسید می شود اکسید مس (CuO).

رنگ سطح به تدریج از قهوه ای مایل به قرمز به قهوه ای تیره یا تقریباً سیاه تغییر می کند, دگرگونی که معمولاً روی پانل‌های سقف مسی در معرض دید مشاهده می‌شود, تجهیزات صنعتی, و مجسمه های فضای باز پس از چندین سال خدمت.

اگرچه ظاهر به طور قابل توجهی تغییر می کند, لایه اکسید چسبنده و محافظ باقی می ماند.

در این مرحله, نفوذ خوردگی به فلز پایه بسیار محدود است زیرا لایه اکسید همچنان انتقال اکسیژن و رطوبت را محدود می کند..

مرحله 4: تشکیل پتینه سبز محافظ

در محیط های بیرونی, به خصوص در جاهایی که رطوبت و دی اکسید کربن اتمسفر وجود دارد, لایه اکسیدی تحت واکنش های شیمیایی اضافی قرار می گیرد.

ترکیبات مس به تدریج به محصولات خوردگی پایدار مانند کربنات مس اساسی (مس 2(اوه)₂CO3), در حالی که محیط های حاوی گوگرد ممکن است ترکیبات پایه سولفات مس را نیز تولید کنند.

مناطق ساحلی با غلظت کلرید بالا می توانند محصولات خوردگی مبتنی بر کلرید مس اضافی ایجاد کنند..

این واکنش ها پتینه سبز یا سبز آبی متمایز مرتبط با سازه های مسی تاریخی را ایجاد می کند.

برخلاف تصور رایج, این سطح سبز است نشانه ای از شکست مواد نیست. در عوض, این لایه محافظ بالغ را نشان می دهد که به طور قابل توجهی نرخ خوردگی آینده را کاهش می دهد.

پس از توسعه کامل, پتینه به عنوان یک مانع محیطی موثر عمل می کند, محدود کردن انتشار اکسیژن, رطوبت, و آلاینده ها نسبت به فلز زیرین.

زمان لازم برای تشکیل پتینه طبیعی بسیار متفاوت است.

در محیط های پاک روستایی, توسعه کامل ممکن است به چندین دهه نیاز داشته باشد, در حالی که اتمسفرهای صنعتی یا دریایی اغلب به دلیل رطوبت بیشتر و غلظت بیشتر ترکیبات واکنشی، این فرآیند را تسریع می کنند..

مرحله 5: پایداری سطح بلند مدت

پس از بلوغ کامل پتینه, مس وارد مرحله خدمات پایدار قابل توجهی می شود.

سرعت خوردگی به طور قابل توجهی کاهش می یابد زیرا لایه سطحی متراکم به عنوان یک مانع محافظ خود ترمیم شونده عمل می کند..

خراش های جزئی یا آسیب های موضعی معمولاً به طور طبیعی از طریق ادامه اکسیداسیون و رشد پتینه ترمیم می شوند, اجازه می دهد لایه محافظ در طول زمان بازسازی شود.

این رفتار خود محافظتی یکی از دلایل اصلی استفاده از مس برای زیرساخت های طولانی مدت و کاربردهای مهندسی است..

روکش معماری, سیستم های بام, اجزای دریایی, مبدل های حرارتی, سیستم های لوله کشی, و ریخته گری های صنعتی دقیق می توانند یکپارچگی ساختاری عالی را برای چندین دهه با حداقل تعمیر و نگهداری حفظ کنند.

3. انواع خوردگی مس

اگرچه مس به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی مشهور است, کاملاً از تخریب مصون نیست.

خوردگی جوی یکنواخت

خوردگی جوی یکنواخت رایج ترین و کم ضررترین شکل خوردگی مس است.

زمانی اتفاق می افتد که کل سطح در معرض به تدریج با اکسیژن واکنش می دهد, رطوبت, دی اکسید کربن, و ردیابی آلاینده های جوی.

به جای نفوذ عمیق در فلز, این واکنش یک لایه اکسید نازک را تشکیل می دهد که به آرامی به یک پتینه سبز پایدار تبدیل می شود.

زیرا محصولات خوردگی به طور محکم به بستر چسبیده می مانند, آنها به طور موثری از مس زیرین در برابر حملات بیشتر محیطی محافظت می کنند.

این رفتار خوردگی قابل پیش بینی توضیح می دهد که چرا سقف مسی, نماهای معماری, بناهای تاریخی, و مجسمه‌های بیرونی می‌توانند با حداقل نگهداری بیش از یک قرن از نظر ساختاری سالم بمانند.

خوردگی گالوانیکی

خوردگی گالوانیکی زمانی رخ می دهد که مس به صورت الکتریکی به فلز فعال تری متصل شود در حالی که هر دو در معرض الکترولیت هایی مانند آب باران قرار می گیرند., آب دریا, یا میعانات صنعتی.

از آنجایی که مس در سری گالوانیکی نسبتاً نجیب است, فلز نجیب کمتر تبدیل به آند می شود و ترجیحاً خورده می شود.

موادی مانند فولاد کربنی, روی, آلومینیوم, و منیزیم به ویژه زمانی که مستقیماً با مس همراه می شود حساس هستند.

ترکیب نامناسب ممکن است خوردگی اجزای مجاور را تسریع کند، حتی اگر خود مس تا حد زیادی بی‌تأثیر باقی بماند..

عایق برق, اتصالات دی الکتریک, بنابراین انتخاب دقیق مواد هنگام اتصال فلزات غیر مشابه ضروری است.

خوردگی حفره ای

خوردگی حفره ای شکل موضعی حمله است که با تشکیل حفره های کوچک اما عمیق بر روی سطح فلز مشخص می شود..

اگرچه مس به طور کلی در برابر سوراخ شدن مقاوم است, شیمی نامطلوب آب - از جمله pH پایین, غلظت کلرید بالا, افزایش اکسیژن محلول, یا آب راکد - می تواند باعث شکست موضعی لایه اکسید محافظ شود.

زیرا ممکن است گودال ها عمیقاً نفوذ کنند در حالی که بیشتر سطح را دست نخورده باقی می گذارند, تشخیص آنها در طول بازرسی معمول دشوار است.

در سیستم های لوله کشی, مبدل های حرارتی, و تجهیزات خنک کننده, خوردگی حفره ای درمان نشده در نهایت می تواند باعث نشت یا کاهش فشار شود.

Erosion-Corosion

مس در شرایط عملیاتی معمولی در مایعات جاری عملکرد فوق العاده ای دارد.

با این حال, سرعت جریان بیش از حد بالا, ذرات ساینده معلق, یا جریان آشفته می تواند به تدریج فیلم اکسید محافظ را از سطح حذف کند.

برداشتن مکرر این لایه محافظ، فلز تازه را در معرض خوردگی مداوم قرار می دهد, در نتیجه نازک شدن دیوار تسریع می شود.

این تخریب مکانیکی و الکتروشیمیایی ترکیبی به عنوان فرسایش - خوردگی شناخته می شود.

این پدیده در پروانه های پمپ اهمیت ویژه ای دارد, لوله های کندانسور, لوله کشی دریایی, دریچه ها, و سیستم های هیدرولیک که در آنها سرعت سیال زیاد است.

طراحی هیدرولیک مناسب, مسیرهای جریان نرم تر, و انتخاب آلیاژ مناسب به طور قابل توجهی خطر فرسایش خوردگی را کاهش می دهد.

ترک خوردگی ناشی از استرس (SCC)

ترک خوردگی تنشی زمانی ایجاد می شود که تنش کششی و محیط خورنده به طور همزمان بر روی مواد حساس عمل کنند..

مس خالص مقاومت بسیار خوبی در برابر SCC از خود نشان می دهد, اما برخی از آلیاژهای مس - به ویژه برخی از برنج هایی که در معرض محیط های حاوی آمونیاک قرار دارند - می توانند از طریق مکانیزمی به نام ترک خوردگی را تجربه کنند. ترک خوردن فصل.

تنش های پسماند تولید, کار سرد, یا بارگذاری خارجی می تواند شروع ترک را تسریع کند. عملیات حرارتی تنش زدایی مناسب و انتخاب آلیاژ مناسب اقدامات پیشگیرانه موثر هستند.

خوردگی تحت تأثیر میکروبیولوژیک (MIC)

در سیستم های آب صنعتی خاص, میکروارگانیسم ها می توانند با تغییر شرایط شیمیایی محلی یا تولید محصولات جانبی متابولیک خورنده بر خوردگی تأثیر بگذارند..

اگرچه مس دارای خواص ضد میکروبی طبیعی است که از رشد باکتری ها جلوگیری می کند, بیوفیلم ها ممکن است هنوز در شرایط راکد ایجاد شوند.

این محیط های بیولوژیکی موضعی می توانند احتمال خوردگی حفره ای یا زیر رسوبی را افزایش دهند.

MIC بیشتر در سیستم های آب خنک کننده مشاهده می شود, تاسیسات دریایی, و تجهیزات فرآیند صنعتی که در آن مدیریت کیفیت آب کافی نیست.

4. عوامل موثر بر خوردگی مس

خوردگی مس نه تنها توسط خود ماده بلکه توسط محیط اطراف و شرایط خدمات نیز کنترل می شود.

سرعت اکسید شدن مس - و اینکه آیا خوردگی حاصل محافظتی باقی می ماند یا موضعی می شود - به عوامل متقابل متعدد بستگی دارد..

محیط جوی

قرار گرفتن در معرض محیطی یکی از عوامل تعیین کننده اولیه رفتار خوردگی مس است.

در فضای پاک روستایی, اکسیداسیون به کندی پیش می رود, اجازه می دهد تا یک پتینه محافظ متراکم در طی چندین دهه ایجاد شود.

در مقابل, مناطق ساحلی مس را در معرض اسپری نمک غنی از کلرید قرار می دهند, در حالی که شهرهای صنعتی دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن را معرفی می کنند که واکنش های شیمیایی روی سطح فلز را تسریع می کند..

رطوبت نیز نقش مهمی ایفا می کند زیرا رطوبت الکترولیت مورد نیاز برای خوردگی الکتروشیمیایی را فراهم می کند.

دوچرخه سواری مکرر مرطوب و خشک معمولاً تشکیل پتینه را با سرعت بیشتری نسبت به محیط های خشک مداوم تسریع می کند..

شیمی آب

زمانی که مس در سیستم های لوله کشی کار می کند, مبدل های حرارتی, کندانسورها, یا مدارهای خنک کننده, کیفیت آب به عامل اصلی تأثیرگذار بر خوردگی تبدیل می شود.

آب تهاجمی با pH پایین, اکسیژن محلول بیش از حد, غلظت کلرید بالا, یا محتوای آمونیاک بالا می تواند لایه اکسید محافظ را بی ثبات کند.

برعکس, آب با شیمی متعادل باعث تشکیل یک فیلم غیرفعال پایدار می شود که به طور قابل توجهی عمر مفید را افزایش می دهد.

سرعت آب به همان اندازه مهم است. جریان متوسط ​​به تمیز نگه داشتن سطوح کمک می کند, در حالی که آب راکد باعث خوردگی موضعی و رشد بیولوژیکی می شود.

نرخ جریان بیش از حد بالا ممکن است با حذف مکانیکی لایه‌های محافظ باعث ایجاد فرسایش - خوردگی شود..

دما

دما تقریباً بر هر واکنش الکتروشیمیایی درگیر در خوردگی تأثیر می گذارد.

دماهای بالاتر عموما سینتیک واکنش را افزایش می دهند, تسریع تشکیل اکسید, و ممکن است ترکیب محصولات خوردگی را تغییر دهد.

در مبدل های حرارتی, دیگهای بخار, و تجهیزات پردازش صنعتی, دمای عملیاتی بالا نیاز به بررسی دقیق انتخاب آلیاژ و شیمی آب دارد.

چرخه حرارتی همچنین می تواند تنش های انبساط دیفرانسیل ایجاد کند که بر عملکرد خوردگی طولانی مدت تأثیر می گذارد.

آلاینده های جوی

انتشارات صنعتی به طور قابل توجهی بر ظاهر و رفتار خوردگی مس در معرض تاثیر می گذارد.

گازهای حاوی گوگرد باعث تشکیل ترکیبات سولفات مس می شوند, در حالی که دی اکسید کربن به توسعه کربنات مس اساسی کمک می کند.

رسوبات کلرید ساحلی ممکن است کلرید مس تولید کند که ترکیب و رنگ پتینه را تغییر می دهد.

همانطور که مقررات زیست محیطی باعث کاهش انتشار گوگرد در سراسر جهان شده است, پتینه طبیعی تشکیل شده بر روی سازه های مسی مدرن اغلب با آنچه در ساختمان های تاریخی مشاهده می شود متفاوت است.

تماس با فلزات غیر مشابه

پتانسیل الکتروشیمیایی نسبتاً نجیب مس، سازگاری گالوانیکی را به یک طرح مهم تبدیل می کند.

تماس مستقیم با آلومینیوم, فولاد گالوانیزه, فولاد کربنی, یا منیزیم در محیط های مرطوب می تواند سلول های گالوانیکی ایجاد کند که خوردگی مواد کمتر نجیب را تسریع می کند..

طراحی مناسب مفصل, واشرهای عایق, اتحادیه های دی الکتریک, و مواد بست سازگار به طور گسترده ای برای به حداقل رساندن خوردگی گالوانیکی در سیستم های مهندسی استفاده می شود.

وضعیت سطح و روش ساخت

شرایط سطح اولیه بر سرعت توسعه فیلم های محافظ تأثیر می گذارد.

مس بسیار صیقلی عموماً به طور یکنواخت تر از سطوح خشن یا به شدت ماشینکاری شده اکسید می شود.

آلاینده های سطحی, بقایای ماشینکاری, یا ذرات خارجی جاسازی شده ممکن است تشکیل اکسید را مختل کرده و محل های خوردگی موضعی ایجاد کنند.

فرآیندهای تولید مانند ریخته گری, جعل, نورد, ماشینکاری, و جوش نیز می تواند بر ساختار دانه و تنش های پسماند تأثیر بگذارد, به طور غیر مستقیم بر عملکرد خوردگی طولانی مدت تأثیر می گذارد.

5. آیا پتینه سبز به معنای آسیب مس است؟?

خیر, پتینه سبز به معنای آسیب دیدن مس نیست. در واقع, پتینه سبز روی مس نشانه محافظت است, نه تنزل. در اینجا دلیل است:

طبیعت محافظ پتینه

ساختار لایه پتینه

پتینه سبز روی مس یک ساختار چند لایه است:

پتینه به عنوان یک ویژگی معماری

پتینه سبز نه تنها محافظ است، بلکه به دلیل ویژگی های زیبایی شناختی آن بسیار ارزشمند است. نمونه های نمادین عبارتند از:

• مجسمه آزادی (نیویورک): مجسمه مسی پتینه سبز خود را روی آن توسعه داد 20-30 سال.
  پتینه تقریباً است 0.1 میلی متر ضخامت دارد و مجسمه را برای مدت طولانی محافظت کرده است 130 سال.
• سقف مسی کلیساهای اروپایی: بسیاری از ساختمان های تاریخی دارای سقف های مسی هستند که طی قرن ها پتینه های سبز زیبایی ایجاد کرده اند.
• پشت بام ساختمان های عمومی: سقف مسی در ساختمان‌های عمومی اغلب پتینه‌ای ایجاد می‌کند که هم محافظ و هم از نظر زیبایی‌شناختی دلپذیر است..

6. مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای مختلف مس

اگرچه همه آلیاژهای مس درجه ای از مقاومت در برابر خوردگی را از خود مس به ارث می برند, عناصر آلیاژی به طور قابل توجهی بر عملکرد در محیط های مختلف تأثیر می گذارند.

7. مس در مقابل. آهن: تحلیل مقایسه ای رفتار خوردگی

مس و آهن دو رویکرد اساساً متفاوت برای رفتار خوردگی را نشان می دهند.

در حالی که هر دو فلز زمانی که در معرض اکسیژن و رطوبت قرار می گیرند، تحت واکنش های الکتروشیمیایی قرار می گیرند, ماهیت محصولات خوردگی آنها تعیین می کند که آیا خوردگی مخرب یا محافظ می شود.

8. چگونه از خوردگی مس جلوگیری کنیم

اگرچه مس به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است, برای به حداکثر رساندن عمر مفید، اقدامات مهندسی مناسب هنوز مورد نیاز است, به ویژه در محیط های تهاجمی مانند سیستم های دریایی, تاسیسات فرآوری شیمیایی, و مدارهای آب صنعتی.

آلیاژ مس مناسب را انتخاب کنید

انتخاب مواد اولین و مهمترین استراتژی کنترل خوردگی است.

آلیاژهای مختلف مس سطوح مختلفی از مقاومت محیطی را ایجاد می کنند:

• مس خالص برای کاربردهای الکتریکی و قرار گرفتن در معرض اتمسفر عمومی ایده آل است.
• آلیاژهای کوپرونیکل مقاومت فوق العاده ای در برابر آب دریا ایجاد می کند.
• آلومینیوم برنز مقاومت بسیار خوبی در برابر فرسایش دریایی ارائه می دهد, حفره, و پوشیدن.
• سیلیکون برنز مقاومت در برابر خوردگی عالی را برای اجزای معماری و صنعتی فراهم می کند.

انتخاب یک آلیاژ بر اساس محیط خدمات واقعی از خرابی زودرس جلوگیری می کند و نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد.

کنترل شرایط محیطی

نرخ خوردگی اغلب می تواند با کنترل شرایط قرار گرفتن در معرض کاهش یابد.

اقدامات کنترلی مهم عبارتند از:

• حفظ شیمی مناسب آب.
• کنترل غلظت کلرید.
• جلوگیری از راکد بودن مناطق آبی.
• کاهش سرعت جریان بیش از حد.
• محدود کردن قرار گرفتن در معرض آلاینده های صنعتی.
• جلوگیری از تجمع غیر ضروری رطوبت.

در سیستم های خنک کننده و تجهیزات فرآیند, برنامه های تصفیه آب به ویژه مهم هستند زیرا عدم تعادل شیمیایی می تواند به آلیاژهای مس مقاوم در برابر خوردگی آسیب برساند..

جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

بسیاری از خرابی‌های مس ناشی از خود مس نیست، بلکه در اثر تماس نامناسب با فلزات غیرمشابه است.

هنگامی که مس با آلومینیوم تماس می گیرد, روی, منیزیم, یا فولاد کربنی در محیط مرطوب, یک سلول الکتروشیمیایی می تواند تشکیل شود. فلز نجیب کمتر تبدیل به آند می شود و سریعتر خورده می شود.

روش های رایج پیشگیری عبارتند از:

• استفاده از اجزای عایق دی الکتریک.
• انتخاب بست های سازگار.
• اعمال پوشش های محافظ در نقاط اتصال.
• اجتناب از تماس مستقیم فلز با فلز در محیط های مرطوب.

طراحی سیستم مناسب اغلب موثرتر از عملیات سطحی به تنهایی است.

از درمان های سطحی محافظ استفاده کنید

اگرچه مس به طور طبیعی یک پتینه محافظ را تشکیل می دهد, ممکن است برای کاربردهای خاص، عملیات سطح اضافی مورد نیاز باشد.

طراحی و نگهداری مناسب

طراحی مهندسی خوب به طور قابل توجهی بر عملکرد خوردگی مس تأثیر می گذارد.

شیوه های توصیه شده شامل:

• اجتناب از گوشه های تیز که در آن رسوبات تجمع می یابد.
• طراحی سیستم های زهکشی برای جلوگیری از راکد شدن آب.
• حفظ گذرگاه های جریان داخلی صاف.
• بازرسی مناطقی که در معرض مواد شیمیایی یا آب دریا هستند.
• پایش نرخ خوردگی در تجهیزات حیاتی.

مقاومت طبیعی مس در برابر خوردگی مزیتی را ایجاد می کند, اما طراحی صحیح تضمین می کند که مزیت به طور کامل تحقق می یابد.

9. آیا خوردگی مس بر هدایت الکتریکی تأثیر می گذارد؟?

مس به دلیل رسانایی الکتریکی عالی که دارد به طور گسترده به عنوان رسانای الکتریکی ترجیحی در نظر گرفته می شود, انعطاف پذیری, و قابلیت اطمینان بلند مدت.

با این حال, این فرض که خوردگی مس تاثیری بر عملکرد الکتریکی ندارد، نادرست است.

خوردگی مس می تواند بر هدایت الکتریکی تأثیر بگذارد, به خصوص در رابط های تماس, نقاط اتصال, و برنامه های کاربردی با جریان بالا.

درجه ضربه بستگی به نوع محصولات خوردگی تشکیل شده دارد, ضخامت لایه خوردگی, شرایط محیطی, و اینکه آیا سطح آسیب دیده بخشی از مسیر اصلی حامل جریان است.

چگونه محصولات خوردگی مس بر رسانایی الکتریکی تأثیر می گذارند

خوردگی مس یک واکنش شیمیایی واحد نیست. محیط های مختلف ترکیبات خوردگی متفاوتی تولید می کنند, و هر ترکیب تأثیر متفاوتی بر عملکرد الکتریکی دارد.

نکته کلیدی این است که یک فیلم نازک اکسید روی مس در معرض معمولاً تأثیر کمی بر جریان جریان دارد, اما لایه های خوردگی در رابط های الکتریکی می توانند تأثیر عمده ای داشته باشند.

اثر خوردگی مس بر روی کنتاکت های الکتریکی

کنتاکت های الکتریکی برای اطمینان از انتقال جریان کارآمد به مقاومت بسیار کم نیاز دارند.

حتی یک فیلم خوردگی بسیار نازک می تواند در تماس فلز با فلز تداخل ایجاد کند زیرا جریان باید به جای عبور مستقیم از مس از یک مانع با مقاومت بالاتر عبور کند..

ضربه بسته به مواد تماس و روش حفاظت متفاوت است.

برای سیستم های الکتریکی خواستار, مس لخت به ندرت به طور مستقیم به عنوان سطح تماس استفاده می شود. در عوض, اجزای مس معمولاً با قلع اندود می شوند, نیکل, نقره ای, یا طلا برای حفظ عملکرد الکتریکی پایدار.

10. افسانه های رایج در مورد زنگ و خوردگی مس

11. نتیجه گیری

مس مانند آهن زنگ نمی زند, اما تحت یک فرآیند خوردگی کنترل شده قرار می گیرد که لایه های اکسید محافظ و یک پتینه پایدار ایجاد می کند..

این رفتار خوردگی منحصر به فرد یکی از دلایل اصلی است که مس و آلیاژهای مس برای هزاران سال مواد ضروری مهندسی باقی مانده اند..

با این حال, رفتار خوردگی مس به شدت به شرایط محیطی بستگی دارد, ترکیب آلیاژی, کیفیت ساخت, و الزامات درخواست.

در حالی که مس خالص مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی و هدایت الکتریکی دارد, آلیاژهای مس تخصصی مانند برنز, برنز آلومینیومی, برنز سیلیکون, و cupronickel عملکرد بهبود یافته ای را برای برنامه های کاربردی تر ارائه می دهند.

برای مهندسان انتخاب مواد, نکته کلیدی این نیست که آیا مس خورده می شود یا خیر, اما آیا مکانیسم خوردگی آن با محیط سرویس مورد نظر سازگار است یا خیر.

 

سوالات متداول

آیا مس در آب شور زنگ می زند؟?

خیر, مس در آب شور زنگ نمی زند - خورده می شود. برخی از آلیاژهای مس (مانند برنز نیکل آلومینیوم و برنز سیلیکون) در برابر خوردگی آب شور بسیار مقاوم هستند.

با این حال, برنج هایی با روی بالا می توانند مستعد زینک زدایی باشند.

چرا مس سبز می شود?

رنگ سبز یک پتینه است - یک لایه محافظ از کربنات و سولفات مس اساسی.

این لایه در طی سالها قرار گرفتن در معرض CO2 اتمسفر تشکیل می شود, رطوبت, و ترکیبات گوگردی. طبیعی و محافظ است.

آیا مس سبز برای لمس بی خطر است?

بله, پتینه سبز برای لمس بی خطر است. یک اصطبل است, ترکیب مس غیر سمی. با این حال, شستن دست ها پس از دست زدن به عنوان یک عمل بهداشتی عمومی.

آیا می توان از مس در سیستم های آب آشامیدنی استفاده کرد?

بله. مس به طور گسترده در سیستم های آب آشامیدنی استفاده می شود. برای تماس با آب آشامیدنی تایید شده و به طور طبیعی ضد میکروبی است.

مقاوم در برابر زینک زدایی (DR) برنج ها برای اتصالات ترجیح داده می شوند.

تفاوت بین تیرگی و خوردگی چیست؟?

کدر شدن یک تغییر رنگ سطحی از یک لایه واکنش نازک است - ممکن است محافظ یا زیبایی باشد.. خوردگی تخریب شیمیایی فلز است; ممکن است یکنواخت یا موضعی باشد.

آیا مس با اسید واکنش می دهد؟?

بله. مس با اسیدها واکنش می دهد و نمک های مس و گاز هیدروژن را تشکیل می دهد (یا محصولات دیگر). به همین دلیل است که آب اسیدی می تواند باعث خوردگی لوله های مسی شود.

چگونه پتینه سبز را از مس تمیز می کنید؟?

می توانید آن را با مخلوط نمک و سرکه تمیز کنید, یا آب لیمو و نمک.

با این حال, برداشتن پتینه توصیه نمی شود زیرا از فلز زیرین محافظت می کند. برای اهداف تزئینی, می توانید از یک پاک کننده مس تجاری استفاده کنید.

آیا خوردگی مس خطرناک است?

به طور کلی نه. محصولات خوردگی مس به شکل جامد غیر سمی هستند.

با این حال, نمک های مس می توانند در غلظت های بالا سمی باشند, به خصوص در آب آشامیدنی (اگرچه مس یک ریز مغذی مورد نیاز است).

آیا مس در جو خوردگی می کند؟?

بله, یک پتینه محافظ را تشکیل می دهد. در مناطق روستایی, پتینه عمدتاً کربنات مس است (سبز); در مناطق صنعتی, ممکن است سولفات مس باشد (سبز) یا سولفیدهای مس (خاکستری-سیاه).

پتینه از فلز زیرین محافظت می کند.

چقدر طول می کشد تا مس سبز شود؟?

به طور معمول 5-20 سال, بستگی به محیط زیست دارد. در محیط های تهاجمی (ساحلی, صنعتی), پتینه سریعتر تشکیل می شود; در خشک, محیط های تمیز, می تواند دهه ها طول بکشد.