Vai vara rūsa? | Izpratne par vara koroziju & Patina

Pastaigājieties pa jebkuru vecpilsētu, un jūs to redzēsit — raksturīgo zaļo patinu uz vara jumtiem, statujas, un arhitektūras detaļas.

Šo ikonisko verdigri bieži sajauc ar rūsu, bet vai tā ir? Vai varš rūsē kā dzelzs? Īsā atbilde ir nē, bet viss stāsts ir daudz niansētāks un zinātniski bagātāks.

Varš ir viens no cilvēces vecākajiem un daudzpusīgākajiem metāliem, tūkstošiem gadu izmantots it visā, sākot no elektroinstalācijas un santehnikas līdz mākslas darbiem un monētu kalšanai.

Tā izturība un izturība pret koroziju ir padarījusi to par neaizstājamu neskaitāmos lietojumos. Tomēr joprojām pastāv neskaidrības par to, kā varš uzvedas, kad tas ir pakļauts elementiem.

Šis raksts sniedz stingru, visaptveroša vara korozijas uzvedības pārbaude.

Mēs izpētīsim rūsas ķīmisko definīciju, faktiskie vara korozijas mehānismi, dažādi vara korozijas veidi, vides faktori, kas ietekmē tā izturību, un praktiskā ietekme uz inženieriju un projektēšanu.

1. Vai vara rūsa?

Atbilde ir ne.

Vara dara ne rūsa, jo rūsa ir korozijas produkts, kas veidojas tikai uz dzelzs un dzelzs sakausējumiem, piemēram, oglekļa tērauds un čuguns.

Rūsa ķīmiski sastāv no hidratētiem dzelzs oksīdiem, galvenokārt Fe₂O3·nH2O un Fe₃O4, kas veidojas dzelzs reaģējot ar skābekli un mitrumu.

Atšķirībā no daudzām aizsargājošām oksīda plēvēm, kas atrodamas uz krāsainajiem metāliem, rūsa ir poraina, trausls, un brīvi piestiprināts pie pamata metāla.

Kā tas pārslas prom, nepārtraukti tiek pakļauts svaigs dzelzs, ļaujot korozijai progresēt dziļāk materiālā.

Varš uzvedas principiāli atšķirīgi.

Tā vietā, lai ražotu rūsu, var iziet oksidēšanās, pakāpeniski veidojot plānus vara oksīdu virsmas slāņus.

Ilgstoši atmosfēras iedarbības periodi, šie oksīdu slāņi reaģē ar mitrumu, oglekļa dioksīds, sēra savienojumi, un citi vides elementi, lai iegūtu blīvu, stabilas virsmas plēve, kas pazīstama kā patina.

Šī atšķirība ir viena no svarīgākajām atšķirībām starp melnajiem un krāsainajiem metāliem.

Atšķirībā no rūsas, vara patina ir cieši saistīta ar pamatni un darbojas kā dabisks aizsargpārklājums.

Nevis paātrina koroziju, tas ievērojami samazina skābekļa ātrumu, mitrums, un piesārņotāji var sasniegt pamatā esošo metālu.

Rezultātā, korozija dramatiski palēninās pēc tam, kad aizsargslānis ir pilnībā nostiprinājies.

2. Pilnīgs vara korozijas process

Vara korozija nav pēkšņs notikums, bet gan pakāpeniska elektroķīmiskā transformācija, kas notiek daudzu gadu garumā.

Tā kā metāls mijiedarbojas ar skābekli, mitrums, oglekļa dioksīds, un atmosfēras piesārņotāji, tā virsma piedzīvo virkni paredzamu izmaiņu.

Skatuves 1: Svaigs metālisks varš

Jaunizveidotajam vara ir spilgti sarkani oranžs metālisks izskats ar gludu izskatu, atstarojoša virsma.

Šajā posmā, metāls ir ļoti reaģējošs, jo vēl nav izveidojusies aizsargājoša oksīda plēve.

Tūlīt pēc saskares ar gaisu, skābekļa molekulas sāk reaģēt ar vara virsmu.

Lai gan šī reakcija sākas dažu minūšu laikā, iegūtais oksīda slānis sākotnēji ir tikai dažus nanometrus biezs un ir gandrīz neredzams ar neapbruņotu aci.

Šī īpaši plānā oksīda plēve ir pirmā aizsardzības līnija pret apkārtējās vides iedarbību.

Skatuves 2: Sākotnējā oksidēšana

Tā kā ekspozīcija turpinās, virsma pakāpeniski veidojas vara oksīds (Cu₂O).

Šis oksīds izskatās kā sarkanbrūna plēve un paliek kompakts un cieši saistīts ar apakšā esošo metālu. Atšķirībā no dzelzs rūsas, tas neplaisā un nelobās.

Tā vietā, tas kalpo kā aizsargbarjera, kas palēnina skābekļa difūziju vara substrātā.

Oksidācijas ātrums šajā posmā ir atkarīgs no vairākiem vides faktoriem, ieskaitot temperatūru, mitrums, un skābekļa pieejamība.

Normālos atmosfēras apstākļos, process ir salīdzinoši lēns un vienmērīgs.

Skatuves 3: Tumšā oksīda slāņa izstrāde

Ar ilgstošu iedarbību, daļa vara oksīda tālāk oksidējas par vara oksīds (CuO).

Virsmas krāsa pakāpeniski mainās no sarkanbrūnas līdz tumši brūnai vai gandrīz melnai, transformācija, ko parasti novēro atklātajos vara jumta paneļos, rūpniecības aprīkojums, un āra skulptūras pēc vairāku gadu kalpošanas.

Lai gan izskats būtiski mainās, oksīda slānis paliek lipīgs un aizsargājošs.

Šajā posmā, korozijas iekļūšana parastajā metālā joprojām ir ārkārtīgi ierobežota, jo oksīda plēve turpina ierobežot skābekļa un mitruma transportēšanu.

Skatuves 4: Aizsargājošās zaļās patīnas veidošanās

Āra vidē, īpaši tur, kur ir mitrums un atmosfēras oglekļa dioksīds, oksīda slānis iziet papildu ķīmiskās reakcijas.

Vara savienojumi pakāpeniski pārvēršas stabilos korozijas produktos, piemēram, bāzes vara karbonāts (Cu₂(Ak!)₂CO₃), savukārt sēru saturošā vidē var veidoties arī pamata vara sulfāta savienojumi.

Piekrastes reģioni ar paaugstinātu hlorīda koncentrāciju var radīt papildu korozijas produktus uz vara hlorīda bāzes.

Šīs reakcijas rada raksturīgo zaļo vai zili zaļo patīnu, kas saistīta ar vēsturiskām vara struktūrām.

Pretēji izplatītajam uzskatam, šī zaļā virsma ir nav materiāla neveiksmes pazīme. Tā vietā, tas ir nobriedis aizsargslānis, kas būtiski samazina turpmāko korozijas ātrumu.

Pēc pilnīgas attīstības, patina darbojas kā efektīva vides barjera, ierobežojot skābekļa difūziju, mitrums, un piesārņotāji pret pamatmetālu.

Laiks, kas nepieciešams dabiskai patina veidošanai, ir ļoti atšķirīgs.

Tīrā lauku vidē, pilnīgai attīstībai var būt vajadzīgas vairākas desmitgades, tā kā rūpnieciskā vai jūras atmosfēra bieži paātrina procesu augstāka mitruma un lielākas reaktīvo savienojumu koncentrācijas dēļ.

Skatuves 5: Ilgtermiņa virsmas stabilitāte

Pēc tam, kad patina ir pilnībā nobriedusi, varš nonāk ļoti stabilā kalpošanas stadijā.

Korozijas ātrums ievērojami samazinās, jo blīvā virsmas plēve darbojas kā pašatjaunojoša aizsargbarjera.

Nelielas skrambas vai lokāli bojājumi parasti tiek novērsti dabiski, nepārtraukti oksidējoties un augot patinai, ļaujot aizsargslānim atjaunoties laika gaitā.

Šī pašaizsardzības darbība ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc varš ir plaši izmantots ilgstošai infrastruktūrai un prasīgiem inženiertehniskiem lietojumiem..

Arhitektūras apšuvums, jumta seguma sistēmas, jūras komponenti, siltummaiņi, santehnikas sistēmas, un precīzi rūpnieciskie lējumi var saglabāt izcilu konstrukcijas integritāti daudzus gadu desmitus ar minimālu apkopi.

3. Vara korozijas veidi

Lai gan varš ir slavens ar savu izcilo izturību pret koroziju, tā nav pilnībā imūna pret degradāciju.

Vienmērīga atmosfēras korozija

Vienmērīga atmosfēras korozija ir visizplatītākā un vismazāk kaitīgā vara korozijas forma.

Tas notiek, kad visa atklātā virsma pakāpeniski reaģē ar skābekli, mitrums, oglekļa dioksīds, un izsekot atmosfēras piesārņotājiem.

Tā vietā, lai dziļi iekļūtu metālā, reakcija veido plānu oksīda plēvi, kas lēnām attīstās par stabilu zaļu patinu.

Tā kā korozijas produkti paliek cieši saistīti ar pamatni, tie efektīvi pasargā pamatā esošo varu no turpmākiem vides uzbrukumiem.

Šī paredzamā korozijas uzvedība izskaidro vara jumtu segumu, arhitektūras fasādes, pieminekļi, un āra skulptūras var saglabāt strukturāli stabilu vairāk nekā gadsimtu, veicot minimālu apkopi.

Galvaniskā korozija

Galvaniskā korozija rodas, ja varš ir elektriski savienots ar aktīvāku metālu, bet abi ir pakļauti elektrolītam, piemēram, lietus ūdenim., jūras ūdens, vai rūpnieciskais kondensāts.

Tā kā varš ir salīdzinoši cēls galvaniskajā sērijā, mazāk cēlmetāls kļūst par anodu un dod priekšroku korozijai.

Materiāli, piemēram, oglekļa tērauds, cinks, alumīnijs, un magnijs ir īpaši jutīgi, ja tie ir tieši savienoti ar varu.

Nepareizas kombinācijas var paātrināt blakus esošo komponentu koroziju, lai gan pats varš lielā mērā paliek neskarts.

Elektriskā izolācija, dielektriskie veidgabali, un tāpēc rūpīga materiālu izvēle ir būtiska, savienojot dažādus metālus.

Punktu korozija

Punktu korozija ir lokalizēts uzbrukuma veids, ko raksturo mazu, bet dziļu dobumu veidošanās uz metāla virsmas.

Lai gan varš parasti ir izturīgs pret bedrēm, nelabvēlīga ūdens ķīmija, tostarp zems pH līmenis, augsta hlorīda koncentrācija, paaugstināts izšķīdušā skābekļa līmenis, vai stāvošs ūdens — var izraisīt aizsargoksīda plēves lokālu sadalīšanos.

Tā kā bedres var dziļi iekļūt, atstājot lielāko daļu virsmas neskartu, tos ir grūti noteikt kārtējās pārbaudes laikā.

Santehnikas sistēmās, siltummaiņi, un dzesēšanas iekārtas, neapstrādāta punktveida korozija galu galā var izraisīt noplūdi vai spiediena zudumu.

Erozija-korozija

Varš izcili labi darbojas plūstošos šķidrumos normālos darbības apstākļos.

Lai arī, pārmērīgi lieli plūsmas ātrumi, suspendētās abrazīvās daļiņas, vai turbulentā plūsma var pakāpeniski noņemt aizsargājošo oksīda plēvi no virsmas.

Atkārtota šī aizsargslāņa noņemšana pakļauj svaigu metālu nepārtrauktai korozijai, kā rezultātā paātrinās sienu retināšana.

Šo kombinēto mehānisko un elektroķīmisko degradāciju sauc par eroziju-koroziju.

Šī parādība ir īpaši svarīga sūkņu lāpstiņriteņos, kondensatora caurules, jūras cauruļvadi, vārsti, un hidrauliskās sistēmas, kurās šķidruma ātrums ir liels.

Pareiza hidrauliskā konstrukcija, vienmērīgāki plūsmas ceļi, un atbilstoša sakausējuma izvēle ievērojami samazina erozijas-korozijas risku.

Stresa korozijas plaisāšana (SCC)

Sprieguma korozijas plaisāšana veidojas, kad stiepes spriegums un kodīga vide vienlaikus iedarbojas uz jutīgiem materiāliem.

Tīram vara ir lieliska izturība pret SCC, bet daži vara sakausējumi, jo īpaši daži misiņš, kas pakļauti amonjaku saturošai videi, var izraisīt plaisāšanu, izmantojot mehānismu, kas vēsturiski pazīstams kā sezonas plaisāšana.

Atlikušais ražošanas spriegums, aukstā apstrāde, vai ārēja slodze var paātrināt plaisas rašanos. Pareiza spriedzes mazināšanas termiskā apstrāde un atbilstoša sakausējuma izvēle ir efektīvi profilakses pasākumi.

Mikrobioloģiski ietekmēta korozija (MIC)

Dažās rūpnieciskās ūdens sistēmās, mikroorganismi var ietekmēt koroziju, mainot vietējos ķīmiskos apstākļus vai radot kodīgus vielmaiņas blakusproduktus.

Lai gan vara piemīt dabiskas pretmikrobu īpašības, kas kavē baktēriju augšanu, bioplēves joprojām var veidoties stagnācijas apstākļos.

Šī lokalizētā bioloģiskā vide var palielināt punktveida korozijas vai nogulsnes nepietiekamas korozijas iespējamību.

MIC visbiežāk sastopams dzesēšanas ūdens sistēmās, jūras iekārtas, un rūpniecisko procesu iekārtas, kur ūdens kvalitātes vadība ir nepietiekama.

4. Faktori, kas ietekmē vara koroziju

Vara koroziju nosaka ne tikai pats materiāls, bet arī apkārtējā vide un ekspluatācijas apstākļi.

Vara oksidēšanās ātrums un tas, vai radītā korozija saglabā aizsardzību vai kļūst lokalizēta, ir atkarīgs no vairākiem mijiedarbības faktoriem..

Atmosfēras vide

Vides iedarbība ir viens no galvenajiem vara korozijas uzvedības faktoriem.

Tīrā lauku atmosfērā, oksidēšanās notiek lēni, ļaujot vairāku gadu desmitu laikā izveidoties blīvai aizsargājošai patinai.

Turpretī, piekrastes reģioni var pakļaut hlorīdu saturošas sāls izsmidzināšanai, savukārt industriālās pilsētas ievieš sēra dioksīdu un slāpekļa oksīdus, kas paātrina ķīmiskās reakcijas uz metāla virsmas.

Mitrumam ir arī izšķiroša nozīme, jo mitrums nodrošina elektrolītu, kas nepieciešams elektroķīmiskajai korozijai.

Bieža braukšana ar slapju un sausu velosipēdu parasti paātrina patinas veidošanos ātrāk nekā nepārtraukti sausa vide.

Ūdens ķīmija

Kad varš darbojas santehnikas sistēmās, siltummaiņi, kondensatori, vai dzesēšanas ķēdēm, ūdens kvalitāte kļūst par dominējošo faktoru, kas ietekmē koroziju.

Agresīvs ūdens ar zemu pH līmeni, pārmērīgs izšķīdis skābeklis, augsta hlorīda koncentrācija, vai paaugstināts amonjaka saturs var destabilizēt aizsargājošo oksīda slāni.

Tieši pretēji, ūdens ar sabalansētu ķīmiju veicina stabilas pasīvās plēves veidošanos, kas ievērojami pagarina kalpošanas laiku.

Ūdens ātrums ir vienlīdz svarīgs. Mērena plūsma palīdz uzturēt tīras virsmas, tā kā stāvošs ūdens veicina lokālu koroziju un bioloģisko augšanu.

Pārāk liels plūsmas ātrums var izraisīt eroziju-koroziju, mehāniski noņemot aizsargplēves.

Temperatūra

Temperatūra ietekmē gandrīz visas elektroķīmiskās reakcijas, kas saistītas ar koroziju.

Augstāka temperatūra parasti palielina reakcijas kinētiku, paātrina oksīdu veidošanos, un var mainīt korozijas produktu sastāvu.

Siltummaiņos, katli, un rūpnieciskās apstrādes iekārtas, paaugstinātas darba temperatūras gadījumā rūpīgi jāapsver sakausējuma izvēle un ūdens ķīmija.

Siltuma cikliskums var arī radīt atšķirīgus izplešanās spriegumus, kas ietekmē ilgtermiņa korozijas veiktspēju.

Atmosfēras piesārņotāji

Rūpnieciskās emisijas būtiski ietekmē pakļautā vara izskatu un koroziju.

Sēru saturošas gāzes veicina vara sulfāta savienojumu veidošanos, savukārt oglekļa dioksīds veicina pamata vara karbonāta veidošanos.

Piekrastes hlorīda nogulsnes var radīt vara hlorīdus, kas maina patīnas sastāvu un krāsu.

Tā kā vides noteikumi ir samazinājuši sēra emisijas visā pasaulē, dabiskā patina, kas veidojas uz mūsdienu vara konstrukcijām, bieži atšķiras no tās, kas novērota uz vēsturiskām ēkām.

Saskare ar dažādiem metāliem

Vara salīdzinoši cēls elektroķīmiskais potenciāls padara galvanisko savietojamību par svarīgu dizaina apsvērumu.

Tiešs kontakts ar alumīniju, cinkots tērauds, oglekļa tērauds, vai magnijs mitrā vidē var radīt galvaniskās šūnas, kas paātrina mazāk cēlā materiāla koroziju.

Pareiza savienojuma konstrukcija, izolācijas paplāksnes, dielektriskās savienības, un saderīgi stiprinājuma materiāli tiek plaši izmantoti, lai samazinātu galvanisko koroziju inženiersistēmās.

Virsmas stāvoklis un ražošanas metode

Sākotnējais virsmas stāvoklis ietekmē aizsargplēvju veidošanās ātrumu.

Augsti pulēts varš parasti oksidējas vienmērīgāk nekā raupjas vai smagi apstrādātas virsmas.

Virsmas piesārņotāji, apstrādes atlikumi, vai iegultas svešas daļiņas var traucēt oksīdu veidošanos un radīt lokālas korozijas vietas.

Ražošanas procesi, piemēram, liešana, kalšana, ritošs, apstrāde, un metināšana var ietekmēt arī graudu struktūru un atlikušos spriegumus, netieši ietekmējot ilgtermiņa korozijas veiktspēju.

5. Vai zaļā patina nozīmē, ka varš ir bojāts?

Ne, zaļa patina nenozīmē, ka varš ir bojāts. Patiesībā, zaļā patina uz vara ir aizsardzības zīme, nevis degradācija. Lūk, kāpēc:

Patīnas aizsargājošā daba

Patina slāņa struktūra

Zaļā patina uz vara ir daudzslāņu struktūra:

Patina kā arhitektūras iezīme

Zaļā patina ir ne tikai aizsargājoša – tā tiek augstu novērtēta arī tās estētisko īpašību dēļ. Ikoniski piemēri ietver:

• Brīvības statuja (Ņujorka): Vara statuja attīstīja savu zaļo patīnu 20-30 gadi.
  Patina ir aptuveni 0.1 mm biezs un ir aizsargājis statuju vairāk nekā 130 gadi.
• Eiropas katedrāļu vara jumti: Daudzām vēsturiskām ēkām ir vara jumti, kas gadsimtu gaitā ir izveidojuši skaistas zaļas patinas.
• Sabiedrisko ēku jumti: Sabiedrisko ēku vara jumtu segumi bieži veido patīnu, kas ir gan aizsargājoša, gan estētiski pievilcīga.

6. Dažādu vara sakausējumu izturība pret koroziju

Lai gan visi vara sakausējumi manto zināmu izturību pret koroziju no paša vara, leģējošie elementi būtiski ietekmē veiktspēju dažādās vidēs.

7. Vara vs. Dzelzs: Korozijas uzvedības salīdzinošā analīze

Varš un dzelzs ir divas principiāli atšķirīgas pieejas korozijas uzvedībai.

Kamēr abi metāli tiek pakļauti elektroķīmiskām reakcijām, pakļaujoties skābekļa un mitruma iedarbībai, to korozijas produktu raksturs nosaka, vai korozija kļūst destruktīva vai aizsargājoša.

8. Kā novērst vara koroziju

Lai gan varš ir dabiski izturīgs pret koroziju, joprojām ir nepieciešama atbilstoša inženierijas prakse, lai maksimāli palielinātu kalpošanas laiku, īpaši agresīvā vidē, piemēram, jūras sistēmās, ķīmiskās apstrādes iekārtas, un rūpnieciskās ūdens ķēdes.

Izvēlieties piemērotu vara sakausējumu

Materiālu izvēle ir pirmā un vissvarīgākā korozijas kontroles stratēģija.

Dažādi vara sakausējumi nodrošina dažādus vides izturības līmeņus:

• Tīrs varš ir ideāli piemērots elektriskiem lietojumiem un vispārējai atmosfēras iedarbībai.
• Cuproniķeļa sakausējumi nodrošina izcilu jūras ūdens izturību.
• Alumīnija bronza nodrošina izcilu izturību pret jūras eroziju, kavitācija, un valkāt.
• Silīcija bronza nodrošina izcilu izturību pret koroziju arhitektūras un rūpnieciskajām sastāvdaļām.

Sakausējuma izvēle, pamatojoties uz faktisko apkalpošanas vidi, novērš priekšlaicīgu atteici un samazina apkopes prasības.

Kontrolēt vides apstākļus

Korozijas ātrumu bieži var samazināt, kontrolējot iedarbības apstākļus.

Svarīgi kontroles pasākumi ietver:

• Pareizas ūdens ķīmijas uzturēšana.
• Hlorīda koncentrācijas kontrole.
• Stāvoša ūdens zonu novēršana.
• Pārmērīga plūsmas ātruma samazināšana.
• Rūpniecisko piesārņotāju iedarbības ierobežošana.
• Izvairīšanās no nevajadzīgas mitruma uzkrāšanās.

Dzesēšanas sistēmās un procesu iekārtās, ūdens attīrīšanas programmas ir īpaši svarīgas, jo ķīmiskā nelīdzsvarotība var sabojāt citādi pret koroziju izturīgus vara sakausējumus.

Novērst galvanisko koroziju

Daudzus vara bojājumus izraisa nevis pats varš, bet gan nepareizs kontakts ar atšķirīgiem metāliem.

Kad varš saskaras ar alumīniju, cinks, magnijs, vai oglekļa tēraudu mitrā vidē, var veidoties elektroķīmiskā šūna. Mazāk cēlmetāls kļūst par anodu un ātrāk korodē.

Kopējās profilakses metodes ietver:

• Izmantojot dielektriskās izolācijas sastāvdaļas.
• Saderīgu stiprinājumu izvēle.
• Aizsargpārklājumu uzklāšana savienojuma vietās.
• Izvairieties no tieša metāla saskares ar metālu mitrā vidē.

Pareiza sistēmas projektēšana bieži vien ir efektīvāka nekā tikai virsmas apstrāde.

Uzklājiet aizsargājošu virsmu apstrādi

Lai gan varš dabiski veido aizsargājošu patinu, specifiskiem lietojumiem var būt nepieciešama papildu virsmas apstrāde.

Pareiza projektēšana un apkope

Labs inženiertehniskais dizains būtiski ietekmē vara korozijas veiktspēju.

Ieteicamā prakse ietver:

• Izvairieties no asiem stūriem, kur uzkrājas nosēdumi.
• Drenāžas sistēmu projektēšana, lai novērstu ūdens stagnāciju.
• Vienmērīgu iekšējo plūsmas kanālu uzturēšana.
• Ķimikāliju vai jūras ūdens iedarbībai pakļauto vietu pārbaude.
• Korozijas ātruma uzraudzība kritiskajās iekārtās.

Vara dabiskā izturība pret koroziju sniedz priekšrocības, bet pareizs dizains nodrošina, ka priekšrocības tiek pilnībā realizētas.

9. Vai vara korozija ietekmē elektrisko vadītspēju?

Varš tiek plaši uzskatīts par vēlamo elektrovadītāju, jo tam ir lieliska elektrovadītspēja, augsta elastība, un ilgtermiņa uzticamība.

Lai arī, pieņēmums, ka vara korozija neietekmē elektrisko veiktspēju, ir nepareizs.

Vara korozija var ietekmēt elektrovadītspēju, īpaši kontaktu saskarnēs, pieslēguma punkti, un lielas strāvas lietojumprogrammas.

Trieciena pakāpe ir atkarīga no izveidoto korozijas produktu veida, korozijas slāņa biezums, vides apstākļi, un vai skartā virsma ir daļa no galvenā strāvas pārvades ceļa.

Kā vara korozijas produkti ietekmē elektrisko vadītspēju

Vara korozija nav viena ķīmiska reakcija. Dažādas vides rada dažādus korozijas savienojumus, un katram savienojumam ir atšķirīga ietekme uz elektrisko veiktspēju.

Galvenais ir tas plāna oksīda plēve uz atklāta vara parasti maz ietekmē strāvas plūsmu, bet korozijas slāņiem elektriskajās saskarnēs var būt liela ietekme.

Vara korozijas ietekme uz elektriskajiem kontaktiem

Elektriskajiem kontaktiem nepieciešama ārkārtīgi zema pretestība, lai nodrošinātu efektīvu strāvas pārvadi.

Pat ļoti plāna korozijas plēve var traucēt metāla kontaktu ar metālu, jo strāvai jāšķērso augstākas pretestības barjera, nevis tieši caur varu..

Trieciens mainās atkarībā no saskares materiāla un aizsardzības metodes.

Prasīgām elektrosistēmām, tukšu varu reti izmanto tieši kā kontaktvirsmu. Tā vietā, vara detaļas parasti tiek pārklātas ar alvu, niķelis, sudraba, vai zelts, lai uzturētu stabilu elektrisko veiktspēju.

10. Izplatīti mīti par vara rūsu un koroziju

11. Secinājums

Varš nerūsē kā dzelzs, bet tas tiek pakļauts kontrolētam korozijas procesam, kas rada aizsargājošus oksīda slāņus un stabilu patinu.

Šī unikālā korozijas izturēšanās ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc varš un vara sakausējumi ir palikuši būtiski inženiertehniskie materiāli tūkstošiem gadu..

Lai arī, vara korozijas izturēšanās lielā mērā ir atkarīga no vides apstākļiem, sakausējuma sastāvs, ražošanas kvalitāte, un pieteikuma prasības.

Lai gan tīrs varš nodrošina izcilu izturību pret koroziju un elektrisko vadītspēju, specializēti vara sakausējumi, piemēram, bronza, alumīnija bronza, silīcija bronza, un kuproniķelis nodrošina uzlabotu veiktspēju prasīgākiem lietojumiem.

Inženieriem, kas izvēlas materiālus, galvenais apsvērums nav tas, vai varš nerūsē, bet vai tā korozijas mehānisms ir savietojams ar paredzēto apkalpošanas vidi.

 

FAQ

Vai varš rūsē sālsūdenī?

Ne, varš nerūsē sālsūdenī — tas korodē. Daži vara sakausējumi (piemēram, niķeļa-alumīnija bronza un silīcija bronza) ir ļoti izturīgi pret sālsūdens koroziju.

Lai arī, misiņš ar augstu cinka saturu var būt jutīgs pret cinka atdalīšanu.

Kāpēc varš kļūst zaļš?

Zaļā krāsa ir patina — pamata vara karbonāta un sulfāta aizsargslānis.

Šis slānis veidojas gadiem ilgi, pakļaujoties atmosfēras CO₂ iedarbībai, mitrums, un sēra savienojumi. Tas ir dabisks un aizsargājošs.

Vai zaļais varš ir drošs pieskarties?

Jā, zaļā patina ir droši pieskarties. Tā ir stallis, netoksisks vara savienojums. Lai arī, pēc lietošanas nomazgājiet rokas kā vispārēju higiēnas praksi.

Vai varu var izmantot dzeramā ūdens sistēmās?

Jā. Varš tiek plaši izmantots dzeramā ūdens sistēmās. Tas ir apstiprināts saskarei ar dzeramo ūdeni un dabiski ir pretmikrobu līdzeklis.

Izturīgs pret dezincēšanu (DR) armatūrai priekšroka tiek dota misiņam.

Kāda ir atšķirība starp aptraipīšanu un koroziju?

Aptraipīšana ir virsmas krāsas maiņa no plāna reakcijas slāņa — tā var būt aizsargājoša vai estētiska. Korozija ir metāla ķīmiskā noārdīšanās; tas var būt vienots vai lokalizēts.

Vai varš reaģē ar skābi?

Jā. Varš reaģē ar skābēm, veidojot vara sāļus un ūdeņraža gāzi (vai citus produktus). Tāpēc skābs ūdens var izraisīt vara santehnikas koroziju.

Kā tīrīt zaļo patinu no vara?

Jūs varat to notīrīt ar sāls un etiķa maisījumu, vai citronu sulu un sāli.

Lai arī, Patina noņemšana nav ieteicama, jo tā aizsargā apakšā esošo metālu. Dekoratīviem nolūkiem, varat izmantot komerciālu vara tīrīšanas līdzekli.

Vai vara korozija ir bīstama?

Vispār nē. Vara korozijas produkti cietā veidā nav toksiski.

Lai arī, vara sāļi var būt toksiski augstā koncentrācijā, īpaši dzeramajā ūdenī (lai gan varš ir nepieciešams mikroelements).

Vai varš atmosfērā nerūsē?

Jā, tas veido aizsargājošu patinu. Lauku apvidos, patina pārsvarā ir vara karbonāts (zaļš); industriālajos rajonos, tas var būt vara sulfāts (zaļš) vai vara sulfīdi (pelēks-melns).

Patina aizsargā apakšā esošo metālu.

Cik ilgā laikā varš kļūst zaļš?

Parasti 5-20 gadi, atkarībā no vides. Agresīvā vidē (piekrastes, rūpniecisks), patina veidojas ātrāk; sausā, tīras vides, tas var ilgt gadu desmitus.