Кез келген ескі қаланы аралаңыз, және сіз оны көресіз - мыс шатырлардағы ерекше жасыл патинаны, Мүсіндер, және сәулеттік мәліметтер.
Бұл көрнекті вердриді жиі тотпен шатастырады, бірақ солай ма? Мыс темір сияқты тот басады ма? Қысқа жауап - жоқ, бірақ толық оқиға әлдеқайда нюансты және ғылыми тұрғыдан бай.
Мыс - адамзаттың ең көне және жан-жақты металдарының бірі, мыңдаған жылдар бойы электр сымдары мен сантехникадан бастап өнер туындылары мен монеталарға дейін қолданылған.
Оның беріктігі мен коррозияға төзімділігі оны сансыз қолданбаларда таптырмас етті. Дегенмен, элементтердің әсерінен мыс қалай әрекет ететіні туралы шатасулар сақталады.
Бұл мақала қатаң түрде қамтамасыз етеді, мыстың коррозияға қарсы әрекетін жан-жақты тексеру.
Біз тоттың химиялық анықтамасын зерттейміз, мыс коррозиясының нақты механизмдері, мыс коррозиясының әртүрлі түрлері, оның беріктігіне әсер ететін сыртқы орта факторлары, және инженерия мен дизайн үшін практикалық салдары.
1. Мыс тот жасайды?
Жауап мынада жоқ.
Мыс жасайды жоқ тот, өйткені тот түзетін коррозия өнімі болып табылады тек темір және темір негізіндегі қорытпаларда, көміртекті болат және шойын сияқты.
Тот химиялық құрамы бойынша гидратталған темір оксидтерінен тұрады, алдымен Fe₂O₃·nH₂O жіне Fe₃o₄, темір оттегімен және ылғалмен әрекеттескенде дамиды.
Түсті металдарда кездесетін көптеген қорғаныш оксидті пленкалардан айырмашылығы, тот кеуекті, морт, және астындағы металға еркін бекітілген.
Ол қабыршақтайтындықтан, жаңа темір үздіксіз әсер етеді, коррозияның материалға тереңірек енуіне мүмкіндік береді.
Мыс түбегейлі басқаша әрекет етеді.
Тот шығарудың орнына, мыс өтеді тотықтыру, бірте-бірте мыс оксидтерінің жұқа беткі қабаттарын түзеді.
Атмосфералық әсер етудің ұзақ кезеңдері, бұл оксид қабаттары ылғалмен әрекеттеседі, көмірқышқыл газы, күкірт қосылыстары, және басқа да қоршаған орта элементтері тығыз өндіру үшін, деп аталатын тұрақты беткі пленка патина.
Бұл айырмашылық қара және түсті металдар арасындағы ең маңызды айырмашылықтардың бірі болып табылады.
Тоттан айырмашылығы, мыс патинасы субстратқа қатты жабысып, табиғи қорғаныс жабыны ретінде әрекет етеді.
Коррозияны тездетудің орнына, ол оттегінің жылдамдығын айтарлықтай төмендетеді, дымқыл, және ластаушы заттар астындағы металға жетуі мүмкін.
Болғандықтан, қорғаныс қабаты толығымен бекітілгеннен кейін коррозия күрт баяулайды.
2. Толық мыс коррозия процесі
Мыс коррозиясы кенеттен болатын құбылыс емес, көптеген жылдар бойы жүретін біртіндеп электрохимиялық өзгеріс..
Өйткені металл оттегімен әрекеттеседі, дымқыл, көмірқышқыл газы, және атмосфераны ластаушы заттар, оның беті алдын ала болжауға болатын бірқатар өзгерістерге ұшырайды.
Платформа 1: Балғын металл мыс
Жаңадан өндірілген мыс тегіс қызыл-қызғылт сары түсті металдық көріністі көрсетеді, Рефлексиялық бет.
Бұл кезеңде, металл жоғары реактивті, өйткені қорғаныш оксидті қабық әлі дамымаған.
Ауа әсерінен кейін бірден, оттегі молекулалары мыс бетімен әрекеттесе бастайды.
Бұл реакция бірнеше минут ішінде басталады, пайда болған оксид қабаты бастапқыда небәрі бірнеше нанометр қалыңдықта және көзге көрінбейді..
Бұл ультра жұқа оксидті пленка қоршаған орта әсерінен қорғаныстың бірінші желісін білдіреді.
Платформа 2: Бастапқы тотығу
Экспозиция жалғасуда, беті бірте-бірте қалыптасады мыс оксиді (Cu₂O).
Бұл оксид қызыл-қоңыр қабықша ретінде пайда болады және ықшам болып қалады және астындағы металлмен тығыз байланысты.. Темір тоттан айырмашылығы, ол жарылып кетпейді.
Орнына, ол мыс субстратына оттегінің диффузиясын бәсеңдететін қорғаныш тосқауыл ретінде қызмет етеді..
Бұл кезеңдегі тотығу жылдамдығы қоршаған ортаның бірнеше факторларына байланысты, оның ішінде температура, ылғалдық, және оттегінің болуы.
Қалыпты атмосфералық жағдайларда, процесс салыстырмалы түрде баяу және біркелкі.
Платформа 3: Қараңғы оксидті қабаттың дамуы
Ұзақ экспозициямен, мез оксидінің бір бөлігі одан әрі тотығады күкірт оксиді (Купе).
Бетінің түсі бірте-бірте қызыл-қоңырдан қою қоңырға немесе дерлік қараға дейін өзгереді, әдетте ашық мыс шатыр панельдерінде байқалатын трансформация, Өнеркәсіптік жабдық, және бірнеше жыл қызмет еткеннен кейін сыртқы мүсіндер.
Сыртқы түрі айтарлықтай өзгерсе де, оксид қабаты жабысқақ және қорғаныш болып қалады.
Бұл кезеңде, негізгі металға коррозияның енуі өте шектеулі болып қалады, өйткені оксидті пленка оттегі мен ылғалдың тасымалдануын шектей береді..
Платформа 4: Қорғаушы жасыл патинаның қалыптасуы
Сыртқы орталарда, әсіресе ылғал мен атмосфералық көмірқышқыл газы бар жерлерде, оксид қабаты қосымша химиялық реакцияларға ұшырайды.
Мыс қосылыстары бірте-бірте тұрақты коррозия өнімдеріне айналады негізгі мыс карбонаты (Cu₂(О д)₂CO₃), ал күкірті бар орталар мыс сульфатының негізгі қосылыстарын да шығара алады.
Хлоридтердің жоғары концентрациясы бар жағалау аймақтары мыс хлоридіне негізделген қосымша коррозия өнімдерін тудыруы мүмкін..
Бұл реакциялар тарихи мыс құрылымдарымен байланысты жасыл немесе көк-жасыл патинаны жасайды.
Танымал пікірге қайшы, бұл жасыл бет материалдық ақаудың белгісі емес. Орнына, ол болашақ коррозия жылдамдығын айтарлықтай төмендететін жетілген қорғаныс қабатын білдіреді.
Бірде толық дамыған, патина тиімді экологиялық тосқауыл ретінде әрекет етеді, оттегінің диффузиясын шектеу, дымқыл, және негізгі металға ластаушы заттар.
Табиғи патинаның қалыптасуына қажетті уақыт кең ауқымда өзгереді.
Таза ауылдық жерлерде, толық даму бірнеше ондаған жылдарды қажет етуі мүмкін, ал өнеркәсіптік немесе теңіз атмосферасы жоғары ылғалдылық пен реактивті қосылыстардың жоғары концентрациясына байланысты процесті жиі жылдамдатады..
Платформа 5: Ұзақ мерзімді беттік тұрақтылық
Патина толығымен пісіп болғаннан кейін, мыс қызмет көрсетудің айтарлықтай тұрақты кезеңіне кіреді.
Коррозия жылдамдығы айтарлықтай төмендейді, өйткені тығыз беттік пленка өзін-өзі қалпына келтіретін қорғаныс тосқауыл ретінде жұмыс істейді..
Кішігірім сызаттар немесе локализацияланған зақымдар, әдетте, тотығудың жалғасуы және патинаның өсуі арқылы табиғи түрде жөнделеді, қорғаныс қабатының уақыт өте келе қалпына келуіне мүмкіндік береді.
Бұл өзін-өзі қорғау мінез-құлқы мыстың ұзақ өмір сүретін инфрақұрылымы мен инженерлік қосымшалар үшін кеңінен сипатталуының негізгі себептерінің бірі болып табылады..
Архитектуралық қаптау, Шатыр жүйесі, Теңіз компоненттері, Жылу алмастырғыштар, сантехникалық жүйелер, және дәл өнеркәсіптік құймалар ең аз техникалық қызмет көрсетумен көптеген ондаған жылдар бойы тамаша құрылымдық тұтастықты сақтай алады.
3. Мыс коррозиясының түрлері
Мыс өзінің тамаша коррозияға төзімділігімен танымал болғанымен, ол деградациядан толықтай иммунитетке ие емес.
Біркелкі атмосфералық коррозия
Біркелкі атмосфералық коррозия – мыс коррозиясының ең таралған және ең аз зиянды түрі.
Бұл бүкіл ашық бет бірте-бірте оттегімен әрекеттескенде пайда болады, дымқыл, көмірқышқыл газы, және атмосфералық ластаушы заттардың ізі.
Металлға терең енуден гөрі, реакция тұрақты жасыл патинаға баяу дамитын жұқа оксидті қабықша түзеді.
Өйткені коррозия өнімдері субстратпен тығыз байланыста қалады, олар астындағы мысты одан әрі экологиялық шабуылдан тиімді қорғайды.
Бұл болжамды коррозия әрекеті неліктен мыс шатырын түсіндіреді, архитектуралық қасбеттер, ескерткіштер, және сыртқы мүсіндер ең аз техникалық қызмет көрсетумен бір ғасырдан астам уақыт бойы құрылымдық жағынан берік болып қала алады.
Гальваникалық коррозия
Гальваникалық коррозия мыс жаңбыр суы сияқты электролитке ұшыраған кезде белсендірек металға электрлік қосылған кезде пайда болады., теңіз суы, немесе өнеркәсіптік конденсат.
Мыс гальваникалық қатарда салыстырмалы түрде асыл болғандықтан, азырақ асыл метал анодқа айналады және жақсырақ коррозияға ұшырайды.
Көміртекті болат сияқты материалдар, мырыш, алюминий, және магний мыспен тікелей қосылғанда әсіресе сезімтал.
Мыстың өзі айтарлықтай әсер етпесе де, дұрыс емес комбинациялар көрші компоненттердің коррозиясын жеделдетуі мүмкін..
Электрлік оқшаулау, диэлектрлік фитингтер, сондықтан әртүрлі металдарды біріктіру кезінде материалды мұқият таңдау өте маңызды.
Коррозия
Шұңқырлы коррозия - бұл металл бетінде шағын, бірақ терең қуыстардың пайда болуымен сипатталатын шабуылдың жергілікті түрі..
Мыс әдетте шұңқырға төзімді болғанымен, қолайсыз су химиясы, соның ішінде төмен рН, хлоридтердің жоғары концентрациясы, еріген оттегінің жоғарылауы, немесе тоқырау су — қорғаныш оксидті қабықтың жергілікті бұзылуын бастауы мүмкін.
Өйткені шұңқырлар терең еніп, бетінің көп бөлігін бүтін қалдыруы мүмкін, оларды жоспарлы тексеру кезінде анықтау қиын.
Сантехникалық жүйелерде, Жылу алмастырғыштар, және салқындату жабдықтары, өңделмеген шұңқыр коррозиясы ағып кетуге немесе қысымның жоғалуына әкелуі мүмкін.
Эрозия-коррозия
Мыс қалыпты жұмыс жағдайында ағып жатқан сұйықтықтарда өте жақсы жұмыс істейді.
Дегенмен, ағынның шамадан тыс жоғары жылдамдығы, суспензиялы абразивті бөлшектер, немесе турбулентті ағын бірте-бірте бетінен қорғаныш оксидті пленканы алып тастай алады.
Бұл қорғаныс қабатын қайта-қайта аршу жаңа металды үздіксіз коррозияға ұшыратады, нәтижесінде қабырғалардың жұқаруы тездетіледі.
Бұл аралас механикалық және электрохимиялық деградация эрозия-коррозия деп аталады.
Бұл құбылыс әсіресе сорғы дөңгелектерінде маңызды, Конденсатор түтіктері, теңіз құбырлары, клапандар, және сұйықтық жылдамдығы жоғары болатын гидравликалық жүйелер.
Тиісті гидравликалық дизайн, Тегістеу жолдары, және тиісті қорытпаларды таңдау эрозия-коррозия қаупін айтарлықтай төмендетеді.
Стресс коррозиясы (Скр)
Созылу кернеуі мен коррозиялық орта сезімтал материалдарға бір мезгілде әсер еткенде кернеулі коррозия крекингі дамиды..
Таза мыс СКҚ-ға тамаша қарсылық көрсетеді, бірақ кейбір мыс қорытпалары, әсіресе құрамында аммиак бар орталардың әсеріне ұшыраған кейбір жездер - тарихи түрде белгілі механизм арқылы крекингке ұшырауы мүмкін. маусымдық крекинг.
Қалдық өндірістік кернеулер, Суық жұмыс, немесе сыртқы жүктеме жарықшақтардың басталуын тездетуі мүмкін. Стрессті жеңілдететін дұрыс термиялық өңдеу және тиісті қорытпаны таңдау тиімді алдын алу шаралары болып табылады.
Микробиологиялық әсер ететін коррозия (МИК)
Кейбір өнеркәсіптік су жүйелерінде, микроорганизмдер жергілікті химиялық жағдайларды өзгерту немесе коррозиялық метаболикалық жанама өнімдер шығару арқылы коррозияға әсер етуі мүмкін..
Мыс бактериялардың өсуін тежейтін табиғи микробқа қарсы қасиеттерге ие болғанымен, тоқырау жағдайында биофильмдер әлі де дамуы мүмкін.
Бұл локализацияланған биологиялық орталар шұңқырдың немесе шөгінділердің тоттану ықтималдығын арттыруы мүмкін.
MIC көбінесе салқындатқыш су жүйелерінде кездеседі, теңіз нысандары, және су сапасын басқару жеткіліксіз болатын өндірістік технологиялық жабдықтар.
4. Мыс коррозиясына әсер ететін факторлар
Мыс коррозиясы материалдың өзіне ғана емес, сонымен қатар қоршаған орта мен қызмет көрсету жағдайларына да байланысты.
Мыстың тотығу жылдамдығы және нәтижесінде пайда болған коррозия қорғаныш болып қала ма немесе локализацияланған бола ма — өзара әрекеттесетін көптеген факторларға байланысты..
Атмосфералық орта
Қоршаған ортаға әсер ету мыс коррозиясының мінез-құлқын анықтайтын негізгі факторлардың бірі болып табылады.
Таза ауылдық атмосферада, тотығу баяу жүреді, тығыз қорғаныс патинасын бірнеше ондаған жылдар бойы дамытуға мүмкіндік береді.
Керісінше, жағалау аймақтары мысты хлоридке бай тұзды шашыратады, ал өнеркәсіптік қалалар металл бетіндегі химиялық реакцияларды жеделдететін күкірт диоксиді мен азот оксидтерін енгізеді..
Ылғалдылық та маңызды рөл атқарады, өйткені ылғал электрохимиялық коррозияға қажетті электролит береді.
Ылғалды-құрғақпен жиі айналысу, әдетте құрғақ орталарға қарағанда патинаның түзілуін тездетеді..
Су химиясы
Мыс сантехникалық жүйелерде жұмыс істегенде, Жылу алмастырғыштар, конденсфераторлар, немесе салқындату тізбектері, су сапасы коррозияға әсер ететін басты факторға айналады.
Төмен рН бар агрессивті су, шамадан тыс еріген оттегі, хлоридтердің жоғары концентрациясы, немесе аммиак мөлшерінің жоғарылауы қорғаныс оксидінің қабатын тұрақсыздандыруы мүмкін.
Керісінше, теңдестірілген химиясы бар су қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартатын тұрақты пассивті пленканың пайда болуына ықпал етеді.
Судың жылдамдығы да бірдей маңызды. Орташа ағын таза беттерді сақтауға көмектеседі, ал тоқырау су жергілікті коррозия мен биологиялық өсуді ынталандырады.
Тым жоғары ағын жылдамдығы қорғаныс қабықшаларын механикалық түрде алып тастау арқылы эрозия-коррозия тудыруы мүмкін..
Температура
Температура коррозияға қатысатын барлық дерлік электрохимиялық реакцияларға әсер етеді.
Жоғары температура әдетте реакция кинетикасын арттырады, оксидтердің түзілуін тездетеді, және коррозия өнімдерінің құрамын өзгертуі мүмкін.
Жылу алмастырғыштарда, қазандар, және өнеркәсіптік өңдеу жабдықтары, жоғары жұмыс температурасы қорытпаларды таңдау және су химиясын мұқият қарастыруды талап етеді.
Термиялық цикл ұзақ мерзімді коррозияға әсер ететін дифференциалды кеңейту кернеулерін де жасай алады.
Атмосфераны ластаушы заттар
Өнеркәсіптік шығарындылар ашық мыстың сыртқы түріне және коррозияға төзімділігіне айтарлықтай әсер етеді.
Құрамында күкірт бар газдар мыс сульфатының қосылыстарының түзілуіне ықпал етеді, ал көмірқышқыл газы негізгі мыс карбонатының дамуына ықпал етеді.
Жағалаудағы хлорид шөгінділері патинаның құрамы мен түсін өзгертетін мыс хлоридтерін шығаруы мүмкін..
Өйткені қоршаған ортаны қорғау ережелері бүкіл әлем бойынша күкірт шығарындыларын азайтты, Қазіргі заманғы мыс құрылымдарда қалыптасқан табиғи патиналар тарихи ғимараттарда байқалғаннан жиі ерекшеленеді.
Бір-біріне ұқсамайтын металдармен байланыс
Мыстың салыстырмалы түрде асыл электрохимиялық потенциалы гальваникалық үйлесімділікті маңызды дизайн мәселесіне айналдырады.
Алюминиймен тікелей байланыс, мырышталған болат, Көміртекті болат, немесе дымқыл ортада магний аз асыл материалдың коррозиясын тездететін гальваникалық элементтерді жасай алады..
Тиісті бірлескен дизайн, оқшаулағыш шайбалар, диэлектрлік қосылыстар, және үйлесімді бекіту материалдары инженерлік жүйелерде гальваникалық коррозияны азайту үшін кеңінен қолданылады.
Беттің күйі және өндіру әдісі
Бастапқы беттің күйі қорғаныс қабықшаларының қаншалықты тез дамитынына әсер етеді.
Жоғары жылтыратылған мыс әдетте өрескел немесе қатты өңделген беттерге қарағанда біркелкі тотығады.
Беткі ластаушы заттар, өңдеу қалдықтары, немесе кіріктірілген бөгде бөлшектер оксид түзілуін бұзуы және локализацияланған коррозия ошақтарын жасауы мүмкін.
Құю сияқты өндірістік процестер, соғу, илемдеу, өңдеу, және дәнекерлеу дәннің құрылымына және қалдық кернеулерге де әсер етуі мүмкін, ұзақ мерзімді коррозиялық өнімділікке жанама әсер етеді.
5. Жасыл патина мыстың зақымдалғанын білдіреді?
Жоқ, жасыл патина мыстың зақымдалғанын білдірмейді. Ақиқатында, мыс үстіндегі жасыл патина қорғаныс белгісі болып табылады, деградация емес. Міне, себебі:
Патинаның қорғаныш табиғаты
| Тән | Патина (Жасыл) | Тот (Қызыл-қоңыр) |
| Ұстамдылық | Жақын, металмен тығыз байланысқан | Жабысқан емес, үлпектері кетеді |
| Кеуелік | Қалаң, салыстырмалы түрде кеуекті емес | Кеуекті, ылғалдың енуіне мүмкіндік береді |
| Қорғаныс әсері | Бұдан әрі коррозияны айтарлықтай баяулатады | Коррозияны тездетеді (каталитикалық) |
| Дыбыс деңгейінің өзгеруі | Азайт (шашу жоқ) | Ірі (шашырау, жару) |
| Механикалық тұтастық | Құрылымдық тұтастықты сақтайды | Құрылымдық әлсіреуді тудырады |
Патина қабатының құрылымы
Мыстағы жасыл патина көп қабатты құрылым болып табылады:
| Қабат | Қалыңдық (мкм) | Өнімді | Қызмет ету |
| Сыртқы қабат | 10-50 | Cu₂CO₃(О д)₂ (негізгі мыс карбонаты) + CuSO₄·3Cu(О д)₂ (негізгі мыс сульфаты) | Ауа райынан қорғау; эстетикалық қабат |
| Ортаңғы қабат | 5-20 | Cu₂O (мыс оксиді) | Адгезия және қорғаныс |
| Ішкі қабат | 5-10 | Друг (мыс) | Негізгі металл |
Патина сәулет нысаны ретінде
Жасыл патина тек қорғаныш емес, сонымен қатар оның эстетикалық қасиеттері үшін де жоғары бағаланады. Иконикалық мысалдарға жатады:
- Азаттық мүсіні (Нью йорк): Мыстан жасалған мүсіннің үстінде жасыл патина дамыды 20-30 жылға.
Патина шамамен 0.1 мм қалыңдығы және мүсінді ұзақ уақыт қорғады 130 жылға. - Еуропалық соборлардың мыс шатырлары: Көптеген тарихи ғимараттарда ғасырлар бойы әдемі жасыл патиналарды дамытқан мыс шатырлары бар.
- Қоғамдық ғимараттардың шатырлары: Қоғамдық ғимараттардағы мыс шатыры көбінесе қорғаныс және эстетикалық жағымды болатын патинаны дамытады..
6. Әртүрлі мыс қорытпаларының коррозияға төзімділігі
Барлық мыс қорытпалары мыстың өзінен коррозияға төзімділік дәрежесін мұра еткенімен, легирленген элементтер әртүрлі ортадағы өнімділікке айтарлықтай әсер етеді.
| Қорытпа | Негізгі легирленген элементтер | Атмосфералық коррозияға төзімділік | Теңіздің коррозияға төзімділігі | Химиялық тұрақтылық | Типтік қосымшалар |
| Таза мыс (C11000) | Cu ≥99,9% | Үздік | Жақсы | Жақсы | Электр өткізгіштер, шатыр, нөміргетегіш, Жылу алмастырғыштар |
| Оттегісіз мыс (C10100) | Cu ≥99,99% | Үздік | Жақсы | Тазалығы жоғары орталарда тамаша | Вакуумдық жабдық, электроника, Жартылай өткізгіш өнеркәсіп |
| Жез (Cu-Zn) | Мыс + Мырыш | Өте жақсы | Байсалды | Байсалды | Клапандар, Фитингтер, сантехникалық құрамдас бөліктер, Сәндік жабдық |
| Қола (-Un) | Мыс + Фольга | Үздік | Өте жақсы | Жақсы | Бағдарлау, бұталар, теңіз аппараттық құралдары, берікек |
Кремний қола (онымен) |
Мыс + Кремний | Үздік | Үздік | Өте жақсы | Архитектуралық бекіткіштер, Теңіз компоненттері, Инвестициялық құйма |
| Алюминий қола (-мен) | Мыс + Алюминий | Үздік | Шығып тұрған | Үздік | Сорғы саппелттері, клапандар, теңіз жабдықтары, Жөнелтілімдер |
| Куброниктік (90/10, 70/30) | Мыс + Никель | Үздік | Шығып тұрған | Үздік | Теңіз су құбырлары, конденсфераторлар, тұзсыздандыру қондырғылары, оффшорлық жүйелер |
| Бериллий мыс (Cu-Be) | Мыс + Бериллий | Өте жақсы | Жақсы | Жақсы | Аэроғарыш компоненттері, серіппелер, дәлдіктегі қалыптар, Электр коннекторлары |
7. Мыс VS. Үтік: Коррозия әрекетінің салыстырмалы талдауы
Мыс пен темір коррозияға қарсы екі түрлі көзқарасты білдіреді.
Екі метал да оттегі мен ылғалға әсер еткенде электрохимиялық реакцияларға түседі, олардың коррозиялық өнімдерінің табиғаты коррозияның жойғыш немесе қорғаныш қасиетіне айналуын анықтайды.
| Аспект | Мыс | Үтік (Болат/шойын) |
| Коррозияға қарсы өнім | Мыс оксидтері, карбонаттар, сульфаттар, хлоридтер | Гидратацияланған темір оксиді (тот) |
| Коррозияға қарсы өнімнің түсі | Қызыл-қоңыр, қара, жасыл, көк-жасыл | Қызыл-қоңыр, сарғыш-қоңыр |
| Көлемді кеңейту | Азайт (1-1.5×) | Ірі (3-7×) |
| Қорғаныс әсері | Иә (патина қорғаныш болып табылады) | Жоқ (тот коррозияны тездетеді) |
| Қабыршақтау/қабыршақтау | Азайт | Байтақ |
| Механикалық әлсіреу | Шабан (ондаған ғасырдан ғасырға дейін) | Шапшаң (айдан жылдарға дейін) |
Коррозия жылдамдығы (атмосфералық) |
0.1-2.0 мкм/жыл | 10-100 мкм/жыл |
| Су астындағы коррозия | Байсалды (қорғаныш пленкалармен) | Шапшаң (теңіз суында ауыр) |
| Өмір сүру ұзақтығы (құрылымдық) | 100+ жылға (ғасырлар бойы көптеген ғимараттар) | 10-50 жылға (қапталмаған болса) |
| Қолдау | Азайт (пассивті қорғаныс) | Биік (жабу, сурет, бақылау) |
| Коррозияның құны | Аласа | Өте жоғары |
8. Мыс коррозиясын қалай болдырмауға болады
Мыс табиғи түрде коррозияға төзімді болғанымен, қызмет ету мерзімін арттыру үшін әлі де тиісті инженерлік тәжірибелер қажет, әсіресе теңіз жүйелері сияқты агрессивті орталарда, химиялық өңдеу қондырғылары, және өнеркәсіптік су тізбектері.
Сәйкес мыс қорытпасын таңдаңыз
Материалды таңдау коррозиямен күресудің бірінші және маңызды стратегиясы болып табылады.
Әртүрлі мыс қорытпалары қоршаған ортаға төзімділіктің әртүрлі деңгейін қамтамасыз етеді:
- Таза мыс электрлік қолданбалар және жалпы атмосфералық әсер ету үшін өте қолайлы.
- Механикель қорытпалары теңіз суының тамаша төзімділігін қамтамасыз етеді.
- Алюминий қола теңіз эрозиясына тамаша қарсылық көрсетеді, кавитация, және кию.
- Кремний қола сәулеттік және өнеркәсіптік компоненттер үшін тамаша коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді.
Нақты қызмет көрсету ортасына негізделген қорытпаны таңдау мерзімінен бұрын істен шығудың алдын алады және техникалық қызмет көрсету талаптарын азайтады.
Қоршаған орта жағдайларын бақылау
Коррозия жылдамдығын көбінесе әсер ету жағдайларын бақылау арқылы азайтуға болады.
Маңызды бақылау шараларына жатады:
- Судың дұрыс химиялық құрамын сақтау.
- Хлорид концентрациясын бақылау.
- Судың тоқырау аймақтарының алдын алу.
- Ағынның шамадан тыс жылдамдығын азайту.
- Өнеркәсіптік ластаушы заттардың әсерін шектеу.
- Ылғалдың қажетсіз жиналуын болдырмайды.
Салқындату жүйелерінде және технологиялық жабдықтарда, суды тазарту бағдарламалары әсіресе маңызды, өйткені химиялық теңгерімсіздік коррозияға төзімді мыс қорытпаларын зақымдауы мүмкін..
Гальваникалық коррозияның алдын алу
Көптеген мыс істен шығуы мыстың өзінен емес, әртүрлі металдармен дұрыс жанаспауынан болады.
Мыс алюминиймен байланысқанда, мырыш, магний, немесе дымқыл ортада көміртекті болат, электрохимиялық жасуша түзілуі мүмкін. Аз асыл метал анодқа айналады және тезірек тоттанады.
Жалпы алдын алу әдістеріне жатады:
- Диэлектрлік оқшаулау компоненттерін пайдалану.
- Үйлесімді бекіткіштерді таңдау.
- Қосылу орындарында қорғаныс жабындарын қолдану.
- Ылғалды ортада металдың металға тікелей жанасуын болдырмаңыз.
Жүйені дұрыс жобалау көбінесе бетті өңдеуден гөрі тиімдірек.
Қорғаныс беттерін өңдеуді қолданыңыз
Мыс табиғи түрде қорғаныш патинаны құрайды, арнайы қолданбалар үшін қосымша бет өңдеулері қажет болуы мүмкін.
| Емдеу | Өңдеу | Қорғау | Қолданбалар |
| Лактау | Мөлдір акрил немесе полиуретанды жабын | Бояудың алдын алады; сәндік беттерді қорғайды | Сәулет, ӘЙЕЛ, электр |
| Ауысу | Азот қышқылының құйылуы (10-25%, 40-60° °) | Қорғаныш оксидті қабықша түзеді; бетіндегі ластаушы заттарды кетіреді | Электр контактілері, Дәлдік компоненттер |
| Хроматты түрлендіру | Хром қышқылымен өңдеу | Дәлелді коррозияға төзімділік | Электр, теңіз, аэроғарыш |
| Электроплицей | Фольга, никель, немесе күміс жалату | Коррозиядан қорғау; Өткізгіштік | Электр контактілері, нөміргетегіш |
| Бензотриазол (БТА) | Химиялық ингибитор | Қорғаныс пленкасын құрайды | Электр, Салқындату жүйелері |
Дұрыс дизайн және техникалық қызмет көрсету
Жақсы инженерлік дизайн мыс коррозиясының өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді.
Ұсынылатын тәжірибелер кіреді:
- Шөгінділер жиналатын өткір бұрыштардан аулақ болу.
- Судың тұрып қалуын болдырмау үшін дренаждық жүйелерді жобалау.
- Ішкі ағындардың тегіс өтуін қамтамасыз ету.
- Химиялық заттарға немесе теңіз суына ұшыраған аумақтарды тексеру.
- Критикалық жабдықтағы коррозия жылдамдығын бақылау.
Мыстың табиғи коррозияға төзімділігі артықшылық береді, бірақ дұрыс дизайн артықшылықтың толық жүзеге асуын қамтамасыз етеді.
9. Мыс коррозиясы электр өткізгіштікке әсер ете ме??
Мыс өте жақсы электр өткізгіштігіне байланысты таңдаулы электр өткізгіш ретінде кеңінен қарастырылады, Жоғары икемділік, және ұзақ мерзімді сенімділік.
Дегенмен, мыс коррозиясы электрлік өнімділікке әсер етпейді деген болжам дұрыс емес.
Мыс коррозиясы электр өткізгіштігіне әсер етуі мүмкін, әсіресе контакт интерфейстерінде, қосылу нүктелері, және жоғары ағымдағы қолданбалар.
Әсер ету дәрежесі түзілетін коррозия өнімдерінің түріне байланысты, коррозия қабатының қалыңдығы, Қоршаған орта шарттары, және зақымдалған бет негізгі ток өткізу жолының бөлігі болып табылады ма.
Мыс коррозиясының өнімдері электр өткізгіштікке қалай әсер етеді
Мыс коррозиясы жалғыз химиялық реакция емес. Әртүрлі орталар әртүрлі коррозия қосылыстарын тудырады, және әрбір қосылыс электрлік өнімділікке әртүрлі әсер етеді.
| Коррозияға қарсы өнім | Электр өткізгіштікке әсері | Коррозияның сипаттамасы және механизмі |
| Cu₂O (Меш оксиді) | Аздап азайту | Басқа мыс коррозия өнімдерімен салыстырғанда салыстырмалы түрде төмен кедергісі бар жартылай өткізгіш. Жұқа Cu₂O қабықшалары әдетте өткізгіштікке шектеулі әсер етеді. |
| Купе (Куприк оксиді) | Орташа қысқарту | Cu₂O-ға қарағанда электрлік кедергісі жоғары. Өйткені оксид қабаты қалыңдай түседі, байланыс кедергісі айтарлықтай артады. |
Cu₂S (Мыс сульфиді) |
Айтарлықтай қысқарту | Құрамында күкірт бар ортада түзіледі. Оның электр өткізгіштігі нашар және электрлік контактілерді қатты бұзуы мүмкін. |
| Cu₂CO₃(О д)₂ (Негізгі мыс карбонаты / Патина) | Төмен өткізгіштік; қалың болған кезде оқшаулау мүмкіндігі бар | Сыртқы мыс құрылымдарында табылған жасыл патина өте тұрақты, бірақ электр өткізбейді, жанасу беттерінде жарамсыз етеді. |
| CuCl₂ (Мыс хлориді) | Айтарлықтай қысқарту | Теңізде немесе хлоридке бай орталарда жиі кездеседі. Ол локализацияланған коррозияға ықпал етеді және тұрақсызды тудырады, төзімділігі жоғары аймақтар. |
Бастысы сол ашық мыс үстіндегі жұқа оксидті қабық әдетте ток ағынына аз әсер етеді, бірақ электрлік интерфейстердегі коррозия қабаттары үлкен әсер етуі мүмкін.
Мыс коррозиясының электрлік контактілерге әсері
Токтың тиімді тасымалдануын қамтамасыз ету үшін электр контактілері өте төмен қарсылықты қажет етеді.
Тіпті өте жұқа коррозиялық пленка металдың металға жанасуына кедергі келтіруі мүмкін, өйткені ток тікелей мыс арқылы емес, жоғары кедергісі бар тосқауыл арқылы өтуі керек..
Соққы жанасу материалына және қорғаныс әдісіне байланысты өзгереді.
| Байланыс түрі | Коррозияның әсері | Алдын алудың типтік әдістері |
| Алтын жалатылған контактілер | Минималды әсер, өйткені алтын жоғары коррозияға төзімді және химиялық тұрақты. | Әдетте аз қорғауды қажет етеді; дәл электроникада кеңінен қолданылады. |
| Қалаймен қапталған контактілер | Орташа әсер ету; қалайы оксиді баяу түзіледі, бірақ белгілі бір жағдайларда қарсылықты арттыруы мүмкін. | Мерзімді тексеру және тиісті контакт қысымын бақылау. |
| Күміс жалатылған контактілер | Орташа әсер ету; күміс құрамында күкірт бар ортада күңгірттенуі мүмкін, күміс сульфиді түзеді. | Қорғаныс жабындары және басқарылатын жұмыс орталары. |
Жалаңаш мыс контактілері |
Маңызды әсер; оксидті және сульфидті қабаттар жанасуға төзімділікті арттырады. | Қалайлау, Никельмен қаптау, алтын жалату, антиоксиданттық қосылыстар, немесе контактілі майлау материалдары. |
| Жезден жасалған контактілер | Орташа әсер ету; мырышсыздандыру қорытпаны әлсіретіп, электрлік сенімділікке әсер етуі мүмкін. | Коррозияға төзімді жез сорттары, желник, және қоршаған ортаны бақылау. |
Қажетті электр жүйелеріне арналған, жалаңаш мыс тікелей жанасу беті ретінде сирек қолданылады. Орнына, мыс компоненттері әдетте қалайымен қапталған, никель, күміс, немесе тұрақты электрлік өнімділікті сақтау үшін алтын.
10. Мыс тоты мен коррозиясы туралы кең таралған мифтер
| Миф | Факт |
| «Мыс темір сияқты тот басады». | Мыс тот баспайды. Ол оксидтер түзу арқылы коррозияға ұшырайды, карбонаттар, және сульфаттар — темір оксиді емес. Жасыл патина тот емес. |
| «Жасыл патина мыстың шіріп жатқанын білдіреді». | Жасыл патина - бұл одан әрі коррозияны бәсеңдететін қорғаныс қабаты. Бұл зақымдануды көрсетпейді. |
| «Мыс толығымен коррозияға төзімді». | Ешбір металл коррозияға толық төзімді емес. Мыс коррозияға төзімді, бірақ иммунитетті емес. Ол белгілі бір химиялық заттармен коррозияға ұшырауы мүмкін, қышқыл су, және гальваникалық муфта. |
| «Барлық мыс қорытпаларының коррозияға төзімділігі бірдей». | Коррозияға төзімділік таза мыс пен әртүрлі мыс қорытпалары арасында айтарлықтай өзгереді. Мырышты жоғары жездер мырышсыздануға бейім; никель-алюминий қола коррозияға төзімділігі жоғары. |
«Мысты теңіз суында қолдануға болмайды». |
Мыс қорытпалары (әсіресе никель-алюминий қола, кремний қола, және мыс-никель қорытпалары) теңіз суларында кеңінен қолданылады. Дегенмен, кейбір жездер мырышсыздануға осал. |
| «Мыс коррозиясы әрқашан көрінеді». | Бетінің астында коррозия пайда болуы мүмкін (E.Г., шоқы, декиннация) және сәтсіздік орын алғанша көрінбеуі мүмкін. |
| «Тарлау коррозияның зақымдалуымен бірдей». | Күңгірттену - қорғаныс болуы мүмкін беттің түссізденуі (патина) немесе таза эстетикалық. Бұл міндетті түрде зиян келтірмейді. |
11. Қорытынды
Мыс темір сияқты тот баспайды, бірақ ол қорғаныш оксидті қабаттар мен тұрақты патина жасайтын бақыланатын коррозия процесінен өтеді..
Бұл бірегей коррозия әрекеті мыс пен мыс қорытпаларының мыңдаған жылдар бойы маңызды инженерлік материалдар болып қала беруінің негізгі себептерінің бірі болып табылады..
Дегенмен, мыс коррозиясының әрекеті қоршаған орта жағдайларына қатты байланысты, қорытпасы, өндіріс сапасы, және өтінімге қойылатын талаптар.
Таза мыс тамаша коррозияға төзімділік пен электр өткізгіштігін қамтамасыз етеді, қола сияқты мамандандырылған мыс қорытпалары, Алюминий қола, кремний қола, және мельхиор талап етілетін қолданбалар үшін жақсартылған өнімділікті қамтамасыз етеді.
Материалдарды таңдайтын инженерлер үшін, басты мәселе мыстың тоттануы емес, бірақ оның коррозия механизмі қызмет көрсету ортасымен үйлесімді ме.
ЖҚС
Мыстың тұзды суда тоты бар ма?
Жоқ, мыс тұзды суда тот баспайды, ол коррозияға ұшырайды. Кейбір мыс қорытпалары (никель-алюминий қола және кремний қола сияқты) тұзды судың коррозиясына өте төзімді.
Дегенмен, жоғары мырыш жездері мырышсыздануға бейім болуы мүмкін.
Неліктен мыс жасылға айналады?
Жасыл түс - патина - негізгі мыс карбонаты мен сульфатының қорғаныс қабаты.
Бұл қабат атмосфералық CO₂ әсерінен жылдар бойы қалыптасады, дымқыл, және күкірт қосылыстары. Бұл табиғи және қорғаныш.
Жасыл мысқа қол тигізу қауіпсіз?
Иә, жасыл патинаны ұстау қауіпсіз. Бұл атқора, улы емес мыс қосылысы. Дегенмен, жалпы гигиеналық тәжірибе ретінде ұстағаннан кейін қолды жуу.
Мысты ауыз су жүйелерінде қолдануға болады?
Иә. Мыс ауыз су жүйесінде кеңінен қолданылады. Ол ауыз сумен байланысуға рұқсат етілген және табиғи түрде микробқа қарсы.
Цинцинизацияға төзімді (DR) арматура үшін жезден артықшылық беріледі.
Тоттану мен күңгірттенудің айырмашылығы неде?
Күңгірттену - жұқа реакциялық қабаттың бетінің түссізденуі — ол қорғаныс немесе эстетикалық болуы мүмкін.. Коррозия – металдың химиялық ыдырауы; ол біркелкі немесе локализацияланған болуы мүмкін.
Мыс қышқылмен әрекеттеседі ме??
Иә. Мыс қышқылдармен әрекеттесіп, мыс тұздары мен сутегі газын түзеді (немесе басқа өнімдер). Сондықтан қышқыл су мыс сантехникасының коррозиясын тудыруы мүмкін.
Жасыл патинаны мыстан қалай тазартуға болады?
Оны тұз бен сірке суының қоспасымен тазалауға болады, немесе лимон шырыны мен тұз.
Дегенмен, патинаны алып тастау ұсынылмайды, себебі ол астындағы металды қорғайды. Сәндік мақсатта, коммерциялық мыс тазартқышты пайдалануға болады.
Мыс коррозиясы қауіпті ме?
Жалпы емес. Мыс коррозиясының өнімдері қатты күйде улы емес.
Дегенмен, мыс тұздары жоғары концентрацияда улы болуы мүмкін, әсіресе ауыз суда (мыс қажетті микроэлемент болып табылады).
Мыс атмосферада коррозияға ұшырайды ма?
Иә, ол қорғаныш патинаны құрайды. Ауылдық жерлерде, патина негізінен мыс карбонаты болып табылады (жасыл); өнеркәсіптік аймақтарда, бұл мыс сульфаты болуы мүмкін (жасыл) немесе мыс сульфидтері (сұр-қара).
Патина астындағы металды қорғайды.
Мыстың жасылға айналуы үшін қанша уақыт қажет?
Әдетте 5-20 жылға, Қоршаған ортаға байланысты. Агрессивті орталарда (жағалау, индустриялық), патина тезірек қалыптасады; құрғақта, таза орталар, ондаған жылдар қажет болуы мүмкін.
