铝青铜在腐蚀环境中的优势

如果你在工业环境中工作,你肯定会注意到腐蚀现象。尤其是在石油和天然气、海洋或化学工业中,腐蚀问题会持续伴随且代价昂贵。为了在竞争中保持领先地位,从一开始就选择合适的材料至关重要。如果你想知道腐蚀是如何产生,它有益于什么因素,如何对抗它,以及如何节省成本,那么这份白皮书正适合你。

什么是腐蚀？

腐蚀是发生在许多材料中的一种自然现象。例如,金属与其他材料接触时会随时间发生变化。空气、水、气油、酸和碱,所有这些都能影响金属。腐蚀基本上是一种非常简单的化学反应——更准确地说,是一种所谓的氧化还原反应。简单地说,金属会释放电子进入它的直接环境。它不仅会失去颜色和光泽,而且通常金属也会变形和重量变轻。在工业领域,这些变化每年都会导致巨大的经济损失。

腐蚀有多种形式,很大程度上取决于金属的应用领域。最重要的腐蚀类型有：

侵蚀腐蚀：这通常发生在液体导致材料磨损的管道中。

斑蚀：这种腐蚀通常会在很长一段时间内被忽视,因为它在表面上的膨胀非常微弱。点蚀会导致小孔扩展到深度。这可能会导致管道开始泄漏。

缝隙腐蚀：主要出现在裂缝中,当水进入开口时。如果间隙中的空气进入受阻,仅两种不同金属的组合也可能发生这种情况。它也很难检测,因为它发生在裂缝中。

穴蚀：与侵蚀一样,穴蚀会导致材料磨损。如果高流速液体中的蒸汽压低于该值,液体会立即蒸发成气泡。如果超过压力,气泡就会内爆。这可能会损坏部件表面的部分。

电化学腐蚀：这种腐蚀直接发生在两种不同的金属之间。

应力腐蚀开裂：（SCC）,当拉伸应力或残余应力过高时发生。

因此,正确选择材料对制造商至关重要。铝青铜是一种因其耐腐蚀性而在各种环境中性能突出的合金。你可以在下面的章节中了解更多。

环境如何影响腐蚀过程？

使用金属的环境也对腐蚀过程有重大影响。在工厂内使用的金属完全不受天气变化的影响,其腐蚀速度低于暴露在雨水和高湿度户外的金属。你见过沙漠中的汽车失事与海上的沉船相比吗？沉船显示出的腐蚀痕迹比汽车多得多。但为什么呢？

除金属和氧气外,发生腐蚀还需要水。沙漠中的湿度非常低,以至于汽车残骸的腐蚀速度非常缓慢,但不是非常强烈。另一方面,海水中的盐加强了腐蚀过程。盐增加了水的导电性,这就是为什么电化学反应比正常条件下发生得更快。此外,海流对金属产生了额外的应力,使其更容易受到侵蚀、腐蚀和穴蚀。

不仅海水会加速腐蚀,酸性环境也有利于腐蚀。液体的pH值越低,腐蚀发生的速度就越快。氢离子是造成酸腐蚀的原因。因此,用于化工和海洋工业的材料必须特别耐腐蚀和耐磨。铝青铜是一种具有这些特性的金属,非常适合在海水和酸性环境中使用。在下一章中阅读更多关于这种合金的信息。

铝青铜的优点

前面的章节中已经清晰说明了什么是腐蚀,什么因素可以加速腐蚀过程。正如所知,腐蚀是一个顽固的敌人,可以造成相当大的损害,因此选择正确的材料可以避免经济损失。铝青铜是合适的材料,并确保长期生产不会出现重大损失。但是,铝青铜究竟是什么？它的特点是什么？

铝青铜是由至少60%的铜并加入9%-14%的铝组成的合金。其他金属,如铁、锰或镍,可以作为额外的合金元素。除此之外,该合金具有优异的耐腐蚀性,但到底是什么原因导致呢？

保护金属免受腐蚀有两种不同的方法：被动腐蚀保护和主动腐蚀保护。

1、主动防腐是一种长期防锈保护

或者在金属中加入一种抑制剂,可以降低电解质的侵蚀性；或者使用所谓的牺牲阳极,防止正铁离子的形成。这些是铁锈形成的先决条件,由于这些铁离子不存在,铁锈无法形成。

2、对于被动腐蚀保护,要保护的金属涂有腐蚀保护层

此类保护层包括油漆、塑料涂层、油和油脂、热浸镀锌或搪瓷涂层。然而,金属也可以独立地为自己覆盖一层保护性的氧化层,这被称为自发钝化。铝正具有这种特性。

由于含有铝元素,因此,铝青铜具有耐腐蚀性。铝在整个材料周围形成了一层保护膜。对比其他金属,这种保护层形成得非常快,如果受到损坏,也会很快愈合。这种铜锈以典型的褐色呈现在金属的外部。尽管这道无法穿透的屏障看起来并不特别美丽,但它保护着下面的材料免受腐蚀。因此,铝青铜即使在极端条件下,例如在海水或酸性环境中,也不会变形。

除了耐海水、腐蚀、结垢、侵蚀和穴蚀外,铝青铜还具有耐磨性和耐热性,最高可达400°C左右。此外,它们不需要经常性维护。从美学的角度来看,可以防止腐蚀的铜锈看起来可能不太漂亮,但不可被清理掉,因为在铜锈再次形成之前,金属在短时间内不再具耐腐蚀性。

结论：

铝青铜是一种耐腐蚀材料,适用于各种环境。即使在恶劣环境和与酸接触的情况下,铝青铜部件也保持完好。通过选择铝青铜,您可以从以下几个方面获得经济利益：适中的采购成本、较低的维护成本,以及减少因缺陷部件引起的故障而产生的生产停机时间。许多制造商已经从铝青铜的诸多优势中受益。