关于铝棒、型材表面出现点腐蚀的原因分析及应对措施3

关于铝棒型材表面出现点腐蚀的原因分析及应对措施
沈国新谭日纯
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(广东兴发铝业(河南)有限公司,焦作,454591)
摘要:车间生产用的水源氯离子含量高。铝棒、型材使用水源进行冷却时,冷却水蒸发后会在表面析出氯盐,经受潮后变成氯离子,其具有较强的穿透氧化膜的能力。当氯离子穿透铝棒、型材表面的氧化膜后,会在内部形成原电池,产生电化学腐蚀,从而导致铝棒、型材表面出现点状腐蚀。通过更换冷水,改变型材淬火工艺,使用风冷代替水冷,解决了铝棒、型材表面点状腐蚀问题。
关键字:铝棒;型材;氯离子;电化学腐蚀;点腐蚀
Analysis on the reasons of aluminum rods, profiles of surface
corrosion and Countermeasures
Shen Guoxin Tan Richun
(Guangdong Xingfa(Henan)Aluminum Co., Ltd., Jiaozuo 454591) Abstract:Underground water with high chloride content.Aluminum rod, profile to use for
cooling water pollution.Cooling water evaporation on the surface after precipitation of chloride, the damp after a chloride ion, which has the ability of strong penetration film. When the chloride ion penetration of oxide film on aluminum rod and profile surface, will form the original battery in the interior, electrochemical corrosion, resulting in aluminum rod, profile surface point corrosion. Through the replacement of cold water, the more variable section quenching process, using air cooling instead of water, the aluminium rods, profiles of surface pitting corrosion problems.
Key word:Aluminum rod ; Aluminum profile ;Chloride ion Electrochemical ;corrosion Point corrosion
1.铝棒、型材腐蚀现象
1.1型材表面出现点状腐蚀斑点,均匀分布,产生白粉末,伴随有吸潮现象如图
1。
1.2铝棒表面同样出现点状腐蚀斑点,均匀分布,产生白粉末,伴随有吸潮现象
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如图2。
图1铝棒表面腐蚀斑点图2 型材表面的腐蚀斑点
1.3铝棒、型材表面腐蚀程度与合金相关。6061合金均质棒最为严重;6082均质
棒次之;6063合金很少出现。
1.4腐蚀现象在产品生产完成后一个月出现,具有一定的孕育期。这些腐蚀严重影
响产品质量。
1.5铝棒铸造用水、铝棒均质用冷却水以及型材淬火冷却用水都为同一水井的水源。
1.6在生产期间,公司雨水较多,空气潮湿。
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2.检验
2.1水质检验。对熔铸车间、表面车间、和某公司的正常水质进行对比检验,主要
检查电导率和氯离子含量。如表1所示
结果发现水井2的水质已经受到严重污染。氯离子含量高达356g/mol,导电率为1568。车间冷却循环水池,由于循环使用,氯离子含量长时间累积,
其浓度更高达532 g/mol,比正常水质浓度高了59倍;电导率高达2080,比
正常水质高了11.5倍。
表1冷却水质检验对比
2.2对腐蚀后生成物的检验。
经对腐蚀产物检验,其Cl-离子含量约为10%,其余不溶于水,但可以溶于盐酸和纯碱。
经对铝棒表面腐蚀产物检验,大部分不溶于水。将浸泡过腐蚀产物的水分离,并加入AgNO3,产生白沉淀,证明白粉末含有氯化物存在,如图右边
试管。对不溶于水剩余物加入盐酸,发现沉淀全部溶解,如图左边试管;加入纯碱,沉淀也全部溶解,如图中间试管。
图3 左腐蚀产物溶于烧碱;中腐蚀产物溶于盐酸;右浸泡过腐蚀产物的水溶液加
入硝酸银
通过重复实验判断,型材和铝棒上腐蚀产物为同一种物质,根据其不溶于水,可溶于酸、碱可判断其为Al(OH)3(氢氧化铝)或Al2O3(氧化铝),只有这两种具有酸碱两性。而Al(OH)3不稳定,容易转化为Al2O3。
3.腐蚀机理分析
3.1地下水质受到污染,水中氯离子含量532 g/mol,为正常水质(总部)59倍,
电导率为11.5倍。铝棒型材生产用水正是来源于水井2和循环水池。
3.2铝棒均质冷却时,后喷了污染过冷却水进行冷却,其遇到高温蒸发,就会在铝
棒表面析出氯盐(NaCl);同理,型材在生产时,淬火冷却所喷的也是受到污染的井水,其蒸发后也会在TT板表面析出氯盐。氯盐充当腐蚀介质。
3.3氯盐在空气中会吸潮,吸收空气中的水汽,并使其溶解变成氯离子。5-7月河
南雨水多,空气潮湿,非常有利于该条件的形成。这个可以解释为什么型材背面条纹更容易出现点腐蚀,因为条纹面表面积大其凹凸结构更容易吸附水汽,产生电离。
3.4氯离子原子半径小,是最有效的导致点腐蚀活性阴离子,对铝材表面钝化膜的
穿透作用极强,容易入侵表面的氧化膜。氯离子突破铝棒、型材表面的氧化膜,就会在内部形成原电池,产生电化学腐蚀,开始出现点腐蚀。这就是解释为什么打磨后用水抹过的型材更容易产生腐蚀,因为打磨后氧化膜被破坏,湿抹布的水里的氯离子直接与基体接触。产生电化学腐蚀。
3.5在铝合金内部,存在不同的金属相,由于电极电位不同而形成电位差,在电解
质的作用下就可以形成原电池,产生电化学反应。氯离子穿透氧化膜后,与铝基体接触,就充当电解质作用。6063、6082、6061合金中均存在不同的金属元素,其中以6061合金中的铜的电位最高,其与铝形成的电化学反应也是最为剧烈,腐蚀最严重。其它的金属元素如:铬、锰、铁也能形成类似电化学反应,但反应速率不一样。这解释了为什么6061合金腐蚀现象最严重,而6063最轻微。
3.6电化学反应方程,以6061中铜-铝形成的原电池为例:桥架接头
铝作负极,失电子被氧化:4Al-12e-=4Al3+
铜作正极,得电子被还原:6H2O+12e-+3O2=2OH-
电容分压总反应式:4Al+6H2O+3O2=4Al(OH)3
连续流砂过滤器在反应中,氯离子充当电解液,不参与电化学反应不会消耗,消耗的是铝、水、氧气,产生氢氧化铝白粉末。水和氧气都可以从空气中获得,氯盐可吸潮,吸收空气中的水分。故只要水、氧气、电解质(氯离子)的条件满足,该反应就会持续进行,铝棒进型材就会不断的产生腐蚀。
4.分析结论及处理措施
4.1分析结论
铝棒、型材生产时使用到污染过的水尽行冷却。冷却水蒸发后会在表面析出氯盐,经受潮后变成氯离子,其具有较强的穿透氧化膜的能力。当氯离子穿透铝棒、型材表面的氧化膜后,会在内部形成原电池,产生电化学腐蚀,从而导致铝棒、型材表面出现点状腐蚀。引起铝棒、型材TT板腐蚀的根本原因就是铝棒、型材表面产生了电化学反应腐蚀。直接诱因就是铝棒均质、型材淬火冷却水质受到污染,氯离子含量过高。
4.2处理措施及结果
1.使用未受污染氯离子含量低,电导率低的水源,代替熔铸均质冷却用水。
2.型材在生产过程中,淬火使用风冷代替水冷。
3.通过上述两种措施,在后续的铝棒及型材生产中彻底解决了铝棒、型材
表面点状腐蚀问题。

本文发布于:2024-09-20 21:20:28,感谢您对本站的认可!

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