Download - Coroziunea
CoroziuneaCoroziunea este un proces de alterare, datorat atacurilor chimice sau electrochimice asupra
metalelor, sub acțiunea substanțelor de natură acidă și bazică. Coroziunea oțelului se produce sub
acțiunea umezelii și a oxigenului, fiind accelerată de acțiunea sărurilor. Coroziunea atacă stratul
superficial de vopsea de la suprafața metalului, trecând cu timpul la straturile următoare, viteza cu
care acestea sunt atacate depinzând de o multitudine de factori cum ar fi: frecvența expunerii și
durata ei, umiditatea, viteza și direcția vântului, praful, soarele, gradul de poluare a mediului în care
se găsește piesa respectivă. De exemplu, se știe că dioxidul de sulf favorizează puternic corodarea
zincului, motiv pentru care în lunile de iarnă intensitatea coroziunii este maximă, deoarece
combustibilii folosiți la încalzire degajă cantități mari de dioxid de sulf.
Consecințele coroziunii:
Afectează funcționalitatea și aspectul
Costuri mai mari pentru recondiționarea suprafețelor.
Metode de prevenire a coroziuniiS-a demonstrat, de-a lungul timpului, ca protectia anticoroziva prelungeste considerabil viata
cladirilor de birouri, halelor de productie si depozitare, podurilor, navelor, avioanelor, asa cum s-a
remarcat ca in lipsa sau insuficienta acesteia, duce în scurt timp la deteriorarea materialelor folosite
în constructii, provocand daune importante. Astfel, tratarea suprafetelor pentru prevenirea coroziunii
este esentiala pentru asigurarea longevitatii acoperirilor metalice.
Acoperirea termica a suprafetelor prin zincare termica.
Acoperirea suprafetelor prin galvanizare.
Acoperirea suprafetelor prin pulverizarea metalelor.
Zincare termica
Zincarea se realizeaza prin scufundarea profilelor în baie de zinc pentru a asigura o protectie
anticoroziva. In general zincarea termica se aplica la otelurile moi, aliajelele slabe din otel, la fonta si
la otelul turnat. Procesul tehnologic de zincare termica cuprinde urmatoarele operatii: pregatirea
suprafetelor înainte de zincare (degresare, spalare, decapare, spalare, fluxare, uscare), zincarea
propriu-zisa si finisarea.
Pentru profilele foarte lungi, care nu intra total în baie, se aplica o imersie dubla pentru a acoperi
întreaga suprafata. Durata imersiei variaza de la cateva minute pentru piesele subtiri, pana la 30
minute pentru profilele grele. în acest ultim caz, în urma imersiei pentru o perioada mai mare de
timp, efectul termic poate duce la deformarea reperelor.
Electro-galvanizare
Electro-galvanizarea este acoperirea metalica cu un strat subtire de zinc, prin cufundare într-o baie
cu solutie de zinc care se depune prin electroliza. Galvanizarea electrochimica se foloseste la
reperele mici care nu necesita o protectie anticoroziva de lunga durata.
Metalizare
Metalizarea este procesul de pulverizare a metalului topit, cu ajutorul unui jet de aer comprimat pe
suprafata de lucru. Metalizarea se poate face cu arc electric, cu gaze combustibile, cu plasma sau
cu HVOF (High Velocity Oxygen Fuel - sistem de depunere a metalelor la viteza supersonica).
Echipamentele de metalizare sunt destinate conditionarii suprafetelor prin protejarea anticoroziva cu
zinc, aluminiu si alte metale. Se pot utiliza atat manual, cat si în sisteme automatizate. Sunt folosite
pentru protectii anticorozive, reconditionari, conditionari ale suprafetelor, depuneri decorative pe
metale, lemn, sticla, materiale ceramice, piele, materiale textile, hartie, carton.
Comparatie intre metodele de protectie anticorozivaZincarea termica permite acoperirea cu un strat de zinc între 50-125 um. Este potrivita si pentru
zincarea profilelor de mari dimensiuni si permite zincarea pe anumite portiuni dintr-un profil mare. De
asemenea, zincarea printr-un astfel de procedeu nu este costisitoare si ofera o lunga durata de
viata. Scopul zincarii termice este de a asigura o protecrie anticoroziva prin acoperire cu zinc, a
produselor finite confectionate din otel sau fonta. Zincarea termica , respecta conditiile tehnice
generale si de calitate impuse prin SR EN ISO 1461-2002.
Zincarea propriu-zisa consta în imersarea piesei pentru câteva minute în zinc topit, la o temperatura
cuprinsa în intervalul de 445-460 gr. C. În general zincarea termica se aplica otelurilor moi, la aliajele
slabe din otel, la fonta si la otelul turnat.
Conditii impuse pentru piesele ce urmeaza a fi zincate:
Se recomanda ca piesele ce urmeaza a fi zincate sa aiba puncte de prindere si suprafete cât mai
accesibile. Se va urmarii ca structura de rezistenta mecanica a piesei sa fie cât mai egala dupa cele
trei directii pentru a nu se deforma în baie.
Suprafata metalului de baza nu trebuie sa prezinte pori, fisuri, retasuri, incluziuni nemetalice, pete de
vopsea, de ulei, grasime, zgura, oxizi, si alte defecte care pot persista si dupa zincarea termica,
influentând negativ aspectul si calitatea acoperirii. Piesele vor fi proiectate si executate în
conformitate cu cerintele specifice zincarii termice si conform STAS 7221-90. Pentru obtinerea unui
strat zincat uniform ca grosime si calitate se impune ca, în compozitia otelului sa nu fie depasite
urmtoarele valori: siliciul (0,12%-0,25%), fosforul (max.0,25%), carbonul (max.0,2%). manganul
(max.1,5%). Otelul cu un continut de siliciu de peste 0,04% Si conduc la o crestere pronuntata a
grosimii stratului depus, valoarea maxima fiind în jurul valorii de 0,08%Si. Între 0,08% Si si 0,17 Si,
stratul de Zn începe sa scada, el creascând din nou pentru valori de peste 0,22%Si.
Aliajul folosit în baia de zincare are în compozitia sa si Ni, fapt ce permite cresterea fluiditatii aliajului
cu consecinte pozitive asupra grosimii stratului depus pe piese.În aceste conditii suprafata devine
mai lucioasa iar comportarea la uzura este mai buna.
Conditii impuse stratului de zinc
Pentru o zincare corecta se recomanda zinc cu o puritate minim de 98,5 %, conform STAS 646-88.
Grosimea medie si masa stratului de zinc pe unitatea de suprafata corespund valorilor din tabelul 1.
Grosimea minima a acoperirii trebuie sa fie de minim 80% din valoarea prescrisa în tabel. Stratul de
zinc trebuie sa fie continuu pe toata suprafata. Nu se admit parti neacoperite, puncte sau pete de
rugina , acizi, flux, sau cenusa. Suprafata stratului de zinc trebuie sa fie uniforma, lipsita de
umflaturi, basici, exfolieri, sau acoperiri în exces. Culoarea stratului de zinc poate fi de la argintiu
strlucitor pâna la cenusiu mat în functie de compozitia materialului. Remedierile defectelor de
zincare se fac numai cu spray de zinc sau zinc-aluminiu.
Rezistenta la coroziune
Aliajul de zinc depus prin zincare termica, protejeaza suprafata pieselor atât prin bariera ce se
formeaza între otel si mediu cât si prin realizarea unei protectii catodice (zincul având potentialul
electrochimic mult mai mic decât al fierului, devine anod în timp ce fierul devine catod). Se stie ca
stratul de zinc este compus din substraturile: eta, zeta, delta, gama, alfa, care au duritati diferite si
care sunt atacate succesiv de coroziune. Stratul eta fiind primul, este atacat în urmatoarele ore ce
au trecut dupa procesul de zincare termica. Produsii rezultati din coroziune sunt invizibili la început,
dar cu trecerea timpului ei devin evideti deoarece sunt de culoarea alba, sunt solubili si încep sa fie
spalati de ploaie. Coroziunea trece cu timpul la straturile urmatoare, viteza cu care sunt atacate
depinzând de o multitudine de factori cum ar fi, frecventa expunerii si durata ei, gradul de umezeala,
viteza si directia vântului, praful, soarele, gradul de poluare al mediului în care se gaseste piesa
respectiva. De exemplu se stie ca bioxidul de sulf favorizeaza puternic corodarea zincului, motiv
pentru care în lunile de iarna intensitatea coroziunii este maxima, deoarece combustibilii folositi la
încalzire degaja cantitati mari de bioxid de sulf.
Transportul si depozitarea
Pentru evitarea deteriorrii stratului de zinc, manipularea se face cu chingi din textile, iar asezarea
pieselor zincate se va face pe grinzi (scanduri) din lemn sau tampoane din cauciuc (plastic),
evitându-se zgarierea sau deteriorarea sub diverse forme a stratului protector de zinc.
Domenii de aplicatie
Infrastructura:
•drumuri •cai ferate •retele de transport energie electrica •telefonie si comunicatii Constructii civile si
industriale: •cladiri administrative •mall-uri si centre comerciale •supermarket-uri •hale industriale
Zootehnie si agricultura •ferme de animale •garduri imprejmuire Diverse structuri metalice
•containere •scari si platforme •recipiente si subansamble industriale si casnice Mobilier stradal
Galvanizarea se foloseste la reperele mici care nu solicita o protectie anticoroziva de lunga durata.
Este ideala pentru aplicarile cu cantitati exacte de metal dar nu este potrivita la metalizarea profilelor
mari. Permite acoperirea cu un strat de zinc între 0-15 um.
Metalizarea se adreseaza reperelor de dimensiuni medii si mari, fiind ideala în acoperirea
suprafetelor cu zinc, aluminiu si alte metale. Metalizarea cu arc nu este recomandata pentru repere
mici sau pentru suprafete greu accesibile. Stratul de zinc cu care se pot acoperi profilele variaza
între 50-200 um. Acoperirile cu metale prin metalizare se efectueaza conform standardelor
internationale, asigurand o viata mult mai lunga reperelor procesate, fata de alte procese similare de
zincare.
Costuri de mediuZincarea termica implica:
costuri de filtrare pentru emanatiile rezultate din baia de zinc topit
costuri pentru depozitarea si reciclarea substantelor pentru degresare, decapare, spalare, în
vederea pregatirii zincarii
costuri energetice foarte mari.
Galvanizarea implica:
costuri premergatoare zincarii
costuri de neutralizare pentru baia de galvanizare
autorizatii specifice de mediu pentru utilizarea acidului clorhidric, o substanta cu un grad ridicat
de risc.
Metalizarea este un proces cu un impact redus asupra mediului, singurul poluant rezultat fiind praful
de zinc. Acesta poate fi colectat cu ajutorul filtrelor de desprafuire si apoi depozitat în saci.
Galvanizarea este un proces electrochimic prin care
se acoperă suprafața unui metal [1] cu un alt metal a
cărui ioni sunt disociați în soluția electrolitică. Numele
de galvanizare provine de la descoperitorul acestei
metode, medicul italian Luigi Galvani (1737-1798).
Galvanizarea constă dintr-o baie electrolitică prin care
circulă curent electric, în baie găsindu-se doi electrozi
un catod [2] (ex. o placă de metal care va fi acoperit cu
un strat de cupru sau nichel), și polul pozitiv
sau anod [3].
Curentul electric determină disocierea, transportul și
depunerea ionilor de metal de la anod (cupru) la catod
(metal), acest procedeu fiind numit galvanizarea
metalului (acoperirea metalului cu un strat uniform
de cupru). Fig.1 Galvanizare (acoperirea unui
metal cu un strat de cupru)
Intensitatea curentului influențează într-un raport direct proporțional stratul de cupru depus prin
galvanizare.
Există și procedee de microgalvanizare utilizate în litografie, sau la obiecte de artă.
Note
1. ̂ cu scop decorativ sau anticoroziv
2. ̂ polul negativ unde se află metalul care urmează să fie acoperit cu un strat provenit din
metalul de la anod
3. ̂ unde se află metalul care cedează (ionii) stratul protector (ex cupru)
Metalizarea prin pulverizare este un procesul de acoperire cu metale sau aliaje metalice,
proiectate cu ajutorul unui jet de gaz (comprimat) pe suprafețele de prelucrat. Termenul de
metalizare, în articolul de față, se referă la acoperirea oricăror feluri de suprafețe, metalice,
nemetalice. Există și teorii de acoperire unde metalizarea privește doar suprafețe nemetelice.
Materialele acoperitoare sunt de regulă în stare de pulbere topită (atomizată), dar sunt și metode ce
fac excepție de la aceasta.
Cuprins
[ascunde]
1 Procedee de metalizare 2 Scop și utilitate 3 Generalități 4 Metalizare cu flacără
o 4.1 Pulberi metalice de fuziune 5 Metalizare cu arc electric 6 Avantajele metalizării cu arc electric 7 Aplicații ale metalizării cu arc electric și gaze combustibile 8 Costuri de mediu 9 Vezi și
Procedee de metalizare[modificare | modificare sursă]
cu arc electric
cu gaze combustibile
cu plasmă
cu HVOF (High Velocity Oxygen Fuel - sistem de depunere a metalelor la viteză supersonică)
cu laser
cu gaze reci
Scop și utilitate[modificare | modificare sursă]
Echipamentele și procesele de metalizare sunt destinate condiționării suprafețelor prin protejarea
anticorozivă cu zinc, aluminiu și alte metale. Se pot utiliza atât manual, cât și în sisteme
automatizate. Sunt folosite pentru protecții anticorozive, recondiționări, condiționări ale suprafețelor,
depuneri decorative pe metale, lemn, sticlă, materiale ceramice, piele, materiale textile, hârtie,
carton.
Generalități[modificare | modificare sursă]
Metalizarea este adecvată reperelor de dimensiuni medii și mari, fiind ideală în acoperirea
suprafețelor acestora cu zinc, aluminiu, crom, wolfram și alte metale. Grosimea straturilor
acoperitoare realizate cu care se acoperă profilele în scop anticoroziv variază de obicei între 50-200
μm, dar sunt și acoperiri mult mai groase. Acoperirile prin metalizare se efectuează conform
standardelor internaționale, asigurând o viața mult mai lungă reperelor procesate, față de alte
procese similare ca scop.
Metalizarea nu este avantajoasă în cazul în care se dorește procesarea reperelor (pieselor) de
dimensiuni reduse (de ordinul a câțiva milimetri).
Metalizare cu flacără[modificare | modificare sursă]
http://www.plasmajet.ro/ro/content/metalizarea-cu-sarma
Este cel mai vechi procedeu de pulverizare termică, a fost inventat în 1910 de elvețianul Schoop.
Procesul are la baza pulverizarea unui metal aflat inițial sub formă de sârmă, topit într-o flacără
oxiacetilenică. Pulverizarea se face cu un jet de aer comprimat. Jetul, format din picături atomizate
(fine) de metal topit purtate de curentul de gaze, ajunge pe substratul pregătit (piesa de
prelucrat/acoperit) unde se răcește rapid, formând o acoperire. Practic influențele termice asupra
pieselor în cauză sunt minime. Acest proces realizat în mod corect se numește „proces rece”
deoarece temperatura substratului poate fi menținută la valori scăzute, acceptabile (100 – 150 grade
Celsius) pe durata procesului de metalizare, evitându-se modificarile structurale sau de formă
(plastice) ale substratului. Procesul se folosește și în prezent pentru acoperiri anticorozive cu zinc,
aluminiu, staniu pentru depunere de compoziție protectoare pe lagăre de alunecare (cuzineți pentru
axe), pentru depunere de cupru, alamă, bronz etc. pe fonte cu grafit sau oțeluri inox austenitice și nu
în ultimul rând pentru metalizare cu materiale (sub formă de sârmă) din aliaje dure pe bază de crom,
nichel, molibden etc.
http://www.plasmajet.ro/ro/content/procesul-de-pulverizare-termica-de-combustie-cu-pulbere
Acest proces este cunoscut și sub numele de LVOF (proces oxigen-combustibil de viteză scăzută),
a fost inventat în anul 1930 de Fritz Schori. În principal acest proces constă în pulverizarea unui
material topit pe o suprafață, pentru a obține o acoperire. Materialul sub formă de pulbere este topit
într-o flacără (oxiacetilenica sau alt combustibil) pentru a forma un spray (jet de picături mici) fin.
Când spray-ul ajunge la suprafața pregătită a unui material substrat, picăturile fine topite se solidifică
rapid formând acoperirea (stratul acoperitor). Și acest proces de metalizare în flacără, realizat corect
este denumit „proces rece” deoarece temperatura substratului (piesa de acoperit) este menținută
scăzută pe durata metalizării, evitandu-se astfel deformări, schimbări de structură în material etc.
Pulberi metalice de fuziune[modificare | modificare sursă]
Există și pulberi metalice de fuziune care după operația de pulverizare (la"rece") sunt fuzionate de
substrat cu o torță (oxiacetilenică) sau în cuptor la 1040 - 1100 grade Celsius, rezultând în final un
strat cu legătură metalurgică și lipsit de porozitate. Această metodă nu este considerată un proces
rece.
Metalizare cu arc electric[modificare | modificare sursă]
http://www.plasmajet.ro/ro/content/metalizare-uniquecoat-ac-hvaf-arc-system Principiul de operare
Sistemul HVAF-ARC (viteză ridicată aer combustibil-arc) produce acoperiri dense și fin structurate
din sârmă. Pistolul TSR300H folosește un arc electric pentru topirea sârmei și un jet aer-combustibil
(propan, propilenă, GPL) supersonic pentru atomizarea metalului topit și accelararea particulelor fine
rezultate.
Capul de pulverizare conține o cameră de combustie toroidala, cu o inserție catalitică din ceramică
pentru a stabiliza arderea, unde are loc arderea propilenei. Gazele de ardere formează un jet
supersonic lipsit de oxigen (nu oxidează metalul topit) direcționat spre zona arcului electric.
Metalul topit, rezultat în arcul electric format între cele două sârme, este atomizat și accelarat spre
un substrat (piesă) unde se depune și se răcește rapid formând acoperirea.
Aici poți să vezi:
http://www.youtube.com/watch?v=oQ9pjivjgDo
http://www.youtube.com/watch?v=5qO2qcpu7cM
http://www.plasmajet.ro/ro/content/metalizare-cu-arc-electric Procedeul a fost inventat în 1914 de
Schoop în colaborare cu Bauerlin. În procesul de pulverizare cu arc electric, două sârme
conductibile electric, sunt topite cu ajutorul unui arc electric. Materialul topit este atomizat cu un jet
de aer comprimat și proiectat către suprafața substratului (piesă de metalizat). Particulele topite, la
impactul cu substratul, se vor solidifica rapid pentru a formă o acoperire. Acest proces de pulverizare
cu arc realizat în mod corect este numit „proces rece” deoarece suprafața substratului poate fi
menținută la temperatură scăzută în timpul procesului evitând deteriorarea, schimbări metalurgice și
deformări geometrice ale substratului. Acoperirile obținute cu arc electric sunt mai dense și mai
puternice (aderențe) decât echivalentul lor obținute prin procesul de combustie, costuri scăzute de
funcționare, rate ridicate de eficiență, toate acestea fac procesul foarte competitiv în acoperirea
suprafețelor mari. Dezavantajul procesului este că nu poate preîncălzi substratul (este nevoie de o
altă sursă) și folosește numai sârme cu conductibilitate electrică.
ZINCARE, CROMARE, CUPRARE, DURIFICARE SUPRAFEȚE, MOLIBDENARE, STANARE etc,
sunt principalele aplicații ale procesului de pulverizare termică în arc electric.
Avantajele metalizării cu arc electric[modificare | modificare sursă]
Procesul de metalizare cu arc electric este caracterizat prin eficiență deosebită, datorată în principal,
reducerii numărului de operații de pregătire pentru suprafață, premergătoare aplicării zincului.
Utilizând metalizarea cu arc electric, se reduc costurile de operare, fiind necesară doar sablarea în
prealabil a suprafeței, renunțând astfel la spălarea, degresarea, uscarea suprafeței.
Costuri scăzute de funcționare
Eficiența ridicată
Posibilitatea zincării reperelor mari. Nu există limită de mărime pentru repere.
Suprafața reperului zincat este menținută la o temperatură scăzută în timpul procesului, evitând
astfel, o posibilă deteriorare, schimbări metalurgice și deformari geometrice ale materialului.
Tubulaturile închise etanș pot fi metalizate fără riscul de a exploda.
Procesul nu este limitat doar la utilizarea zincului. Materialul de acoperire se poate alege în
funcție de aplicația dorită, putând aplica orice material conductiv ce poate fi tras în sârme.
Stratul acoperirii poate varia în funcție de necesități, oferind astfel o protecție suplimentară pe
suprafețele critice.
Reperele pot fi procesate la fața locului, fără a necesita mutarea acestora într-un loc special
amenajat.
Aplicații ale metalizării cu arc electric și gaze combustibile[modificare | modificare sursă]
Protejarea anticorozivă cu zinc și aluminiu;
Recondiționarea sau conditionarea arborilor cotiti;
Recondiționarea lagărelor de alunecare;
Metalizarea inelelor de piston;
Metalizarea cilindrilor de laminor;
Metalizarea capetelor de condensator;
Realizarea de matrițe pentru mase plastice si materiale neferoase;
Recondiționarea cămășilor de rulmenți;
Recondiționarea valțurilor din industria tipografica;
Cuprari, nichelari, cromari dure, etc;
Protejarea pieselor de otel sau fonta la temperaturi ridicate;
Metalizarea anti-scânteie a cârligului de macara;
Metalizari decorative;
Metalizarea cilindrilor hidraulici.
Costuri de mediu[modificare | modificare sursă]
Metalizarea este un proces cu un impact redus asupra mediului, singurul poluant rezultat fiind praful
de zinc. Acesta poate fi colectat cu ajutorul filtrelor de desprăfuire și apoi depozitat în saci.
Vezi și[modificare | modificare sursă]
Mark 66E - Sistem de metalizare cu flacără
Arc 140 - Sistem de metalizare cu arc electric