アルミニウム腐食の回避

アルミニウムは非常に高い酸素親和性を持っています。自由空気下では、アルミニウムの表面が酸化し、酸化アルミニウムの薄い層が急速に形成されます。この層は化学的に不活性であるため、アルミニウムは耐食性があります。ただし、特定の状況下でフィルムが溶解し、局部的な腐食が発生します。したがって、アルミニウムの腐食の原因となる根本的な要因について知ることが不可欠です。

以下では、アルミニウムの腐食が発生する可能性のあるさまざまな方法のいくつかと、それを回避するために実装する最善の予防策のいくつかについて詳しく説明します.

さまざまな種類のアルミニウム腐食

アルミニウムの腐食は、さらされている環境や、その特性を変化させるために追加された材料に応じて、さまざまな理由で発生する可能性があります。以下は、アルミニウム腐食の最も一般的なタイプのいくつかの簡単な説明です:

感作による腐食

マグネシウムは、機械的強度と延性を高めるためにアルミニウムに添加されることがよくあります。ただし、建築プロセス中に過剰なマグネシウム (3% 以上) を追加すると、感作とも呼ばれる粒界および剥離タイプの腐食が発生する可能性があります。また、アルミニウムが高温にさらされ、マグネシウムにストレスがかかり、粒界に移動し、粒界腐食を引き起こす場合にも発生する可能性があります。

ガルバニック腐食

電気化学的環境にさらされると、化学ポテンシャルの異なる 2 つの金属は、閉回路の形成によるイオン交換を経験します。この現象は、鋼や銅などの高貴金属と組み合わせて、アルミニウムが高塩分または湿度の高い環境にさらされ、アルミニウムの酸化につながる場合によく見られます。これはガルバニック腐食として知られています。貴金属として、アルミニウムは酸化反応を経験し、関連する金属は還元反応を目撃します。その存在は、アルミニウム シートが 2 つの金属が接触する交差領域の周りに白い斑点を形成するときに確認されます。

孔食

保護面が剥がれた後、アルミニウムの小さな領域が腐食環境にさらされると、孔食が発生します。時間の経過とともに、金属表面は厚みの減少により小さな穴ができます。ただし、その発生の可能性は、海水などの非常に湿った、塩分が多い環境でのみ増加します。

隙間腐食

隙間腐食は、さまざまな理由で形成された隙間内の停滞した電気化学的濃度によって、時間の経過とともに発生する局所的なプロセスです。たとえば、アルミニウム プレートとスチール ボルトの間の小さな隙間がプロセスを開始する可能性があります。隙間に塩水が溜まり、アルミニウムが沈殿すると、溶液によって隙間の pH 値が上昇し、腐食速度がさらに加速します。意図しない設計ミスや低品位合金の使用によっても隙間が生じる可能性があるため、必要な設計前の品質チェックを有資格の専門家が実施する必要があります。

アルミニウムの腐食を防ぐ方法

腐食を防ぎ、産業用アプリケーションで使用されるアルミニウムの完全性を維持するには、以下に詳述する方法を実装することが重要です。

購入前に合金をテスト

購入しようとしているアルミニウム合金の耐食性を把握するために、サプライヤーに次の標準試験を依頼することができます:

1. NAMLT (硝酸質量損失試験)
2. ASSET (剥離腐食感受性の視覚的評価)

NAMLT は、濃硝酸下での試験片の単位面積あたりの質量損失を測定することにより、5xxx シリーズ合金の粒界腐食抵抗を試験する手順をカバーしています。一方、ASSET は剥離腐食挙動の信頼できる予測を提供します。感受性は、標本を 4 つの異なる化学物質の標準混合物の下に 65 ±1°C で 24 時間保持した後、目視検査によって決定されます。

複合パッチの適用

航空宇宙および海洋産業における応力関連の亀裂に効果的に対処するには、複合パッチの修理を強くお勧めします。複合フィルムまたはペーストは、溶接が困難なクラックに適用され、ギャップを閉じます。これは、高価なコンポーネントの交換に代わる費用対効果の高い代替手段です。ただし、構造の完全性と性能を維持するには、適切な接合ソリューションを慎重に選択することが不可欠です。

ガルバニック接触を避ける

ガルバニック腐食は閉じた電気ループに依存しているため、それを回避する最も簡単な方法の 1 つは、回路を遮断する結合点の間に適切な絶縁を導入することです。ブッシング、ワッシャー、ガスケット、またはコーティングは、アプリケーションの領域と環境上の課題に応じて使用できます。

腐食予測ソフトウェアの使用

産業界は、高度な腐食予測ソフトウェアを最大限に活用して、さまざまな合金の腐食感受性を研究できます。予測は、閾値温度と塩化物濃度の関数として計算されます。このような用途は、合金の用途限界を予測して、孔食、隙間、応力腐食を回避するのに非常に役立ちます。

高級合金を使用

生産されるすべてのアルミニウムが同じ程度の耐食性を受け継いでいるわけではありません。したがって、特定の用途に使用するアルミニウムを知っておくと、将来の面倒を避けることができます。 5xxx シリーズと 6xxx シリーズの両方のアルミニウム合金は、海水環境で最高の耐食性を示します。それらは、優れた耐食性と相まって、適度に高い強度を備えています。

以下の表は、非常に人気のあるアルミニウム合金と耐食性の程度のリストを示しています。

アルミニウム合金シリーズ	耐食性の程度
1100	すばらしい
3003	良い
5052	すばらしい
6061	すばらしい
6063	良い
7075	平均

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