Koroze mědi: druhy, inhibitory, rychlost vývoje

Měď patří do kategorie materiálů, které podléhají korozi při vystavení agresivnímu prostředí. V důsledku toho dochází ke znehodnocování materiálu, postupnému ničení a ztrátě normálních výkonových vlastností.

V mnoha ohledech se vlastnosti procesu a jeho dynamika mohou lišit v závislosti na prostředí, teplotních podmínkách a dalších charakteristikách.

Uvažujme, v jakých prostředích se materiál začíná kazit nejrychleji a jak jej dále chránit před procesem koroze.

Vlastnosti různých typů agresivních prostředí

Typ poškození a rychlost koroze mědi přímo závisí na atmosféře, ve které se nachází. Ani ty nejkvalitnější materiály nemohou dlouhodobě odolávat silným agresivním vlivům.

Dále popíšeme hlavní typy médií a jejich vliv na materiál.

Voda

Měděné díly lze použít v různých vodních prostředích. Mění se složení kapaliny, rychlost jejího pohybu a další důležité charakteristiky.

Hlavním parametrem ovlivňujícím intenzitu procesu je přítomnost oxidového filmu, který se již vytvořil na povrchu materiálu.

Existuje několik parametrů, které ovlivňují proces ve vodním prostředí:

• Intenzita proudění. Koroze mědi ve vodě se zvyšuje, když se proud pohybuje vysokou rychlostí. V tomto případě se proces koroze nazývá náraz.
• Stupeň provzdušnění. Čím více kyslíku ve vodě, tím vyšší je rychlost rázové koroze. To platí zejména pro vodu s nízkou tvrdostí a významným stupněm obsahu chlóru.
• Klimatická zóna. V teplých a vlhkých oblastech je rychlost procesu obvykle mnohem vyšší.
• Složení vody. Stejně jako u jiných druhů kovů představuje pro měď největší nebezpečí mořská voda. Existuje značné riziko rozvoje elektrochemické koroze mědi při kontaktu několika druhů kovových výrobků umístěných blízko sebe. Má to ale i výhodu – biologické rezivění je vyloučeno, protože škodlivé mořské mikroorganismy na měděných površích nepřežívají. Při použití v čisté vodě je nebezpečí mnohem menší, a proto se měděné trubky často používají pro instalaci systémů vytápění a zásobování vodou v soukromém sektoru.

Někdy může být destrukce stimulována neočekávanými katalyzátory. Jedním z nich je průchod vody silně vysloužilými inženýrskými sítěmi. Pokud je ve vodě velké množství železa, existuje vysoké riziko spuštění elektrochemického procesu.

Rovněž stojí za to věnovat pozornost tomu, jaké materiály se nacházejí vedle měděných výrobků v podmínkách vysoké vlhkosti.

Mezi nejnebezpečnější patří hliník a zinek.

Univerzálním řešením problému použití trubek v inženýrských sítích je použití pocínované mědi v procesu jejich výroby. V tomto případě je vnitřek trubky potažen cínem.

Výrobní náklady se zvyšují, ale proces se vyplatí prodloužením doby používání bez výměny.

Atmosférická expozice

Tento typ materiálu je jedním z nejodolnějších na trhu, pokud jde o venkovní aplikace.

Hlavní vlastností materiálu je v tomto případě možnost postupného vzniku oxidového filmu (patiny). Právě patina se stává přirozeným ochranným povlakem, který omezuje kontakt tohoto typu suroviny s mnoha druhy potenciálních oxidačních činidel.

Tímto způsobem je dosaženo efektu podobného galvanizaci, ale bez použití dalších nečistot a sloučenin.

Díky své tendenci k patině může být měď volně používána v exteriéru. Toho často využívají architekti, když potřebují zajistit zastřešení, vytvořit drobné architektonické formy a řešit další záležitosti v rámci komplexních terénních úprav.

Rychlost výskytu patiny se může lišit v závislosti na klimatické zóně, průměrných teplotách a dalších vlastnostech.

Pravděpodobnost negativních vlivů atmosféry se zvyšuje, pokud je ve vzduchu hodně cizích nečistot. Koroze se začíná vyvíjet zvláště často v místech, kde je ve vzduchu rozptýleno mnoho chloridů a sulfidů.

Půda

Při zodpovězení otázky, zda měď může rezavět, když je výrobek umístěn do půdy, je důležité vzít v úvahu hlavní parametr půdy – pH nebo stupeň alkality.

Čím vyšší, tím větší kyselost. Protože kyseliny negativně ovlivňují stav mědi a spouštějí proces koroze, je lepší nepoužívat materiál ve vysoce alkalických půdách.

Dalším potenciálním rizikovým faktorem je vysoká koncentrace půdních mikroorganismů.

Problém je, že během svého života vypouštějí sirovodík.

To je další látka, která negativně ovlivňuje jak samotnou měď, tak její četné slitiny.

Obvykle se při kontaktu s negativními půdními faktory začnou na povrchu materiálu hromadit korozní produkty. Vrství se na sebe, fólie se může uvolnit a heterogenní.

Pokud se tedy na materiálu v atmosféře objeví ušlechtilá patina, pak v půdě je struktura velmi odlišná. Nejčastěji se jedná o velké vrstvené tvrdé výrůstky.

Zajímavou vlastností mědi je, že i když strávila mnoho let v zemi, většinu oxidačních produktů lze odstranit mechanickými nebo chemickými metodami.

Může pocínovaná měď rezavět?

Výše bylo uvedeno, že jedním z prostředků boje proti korozi měděných trubek je použití procesu pocínování – nanesení vrstvy cínu na vnitřní povrch. Je však důležité pochopit, že to není všelék na kovový výrobek.

Samotný cínový povlak se stává anodou. To znamená, že ve vztahu k mědi má negativnější potenciál.

Hlavní podmínkou ochrany proti rzi je, že na cínové vrstvě nejsou žádné praskliny nebo jiné vady. Pokud se objeví, koroze mědi na vzduchu probíhá mnohem rychleji.

V jakých prostředích lze a nelze použít měď?

Při správném zpracování vydrží materiál více než 100 let bez koroze. Je však důležité pochopit, kde bude měď odolná vůči korozním katalyzátorům a kde existuje vysoké riziko jejího výskytu.

Nejbezpečnější je použití materiálu venku a ve sladké vodě, bez ohledu na stupeň chlazení nebo ohřevu. V mořské vodě také zůstává materiál po dlouhou dobu nepoškozen a zachovává si své výkonové vlastnosti.

Také se nemusíte obávat o bezpečnost měděné části, pokud se v prostředí nevyskytují silná oxidační činidla.

Nebezpečí může potenciálně nastat, pokud je v půdě, vodě nebo vzduchu hodně sirovodíku, kyselina uhličitá, soli těžkých kovů a aminy.

Při silném provzdušňování vody existuje také značné riziko rázové koroze a dalších typů postupného zhoršování.

Proto je při nákupu takového materiálu velmi důležité pochopit, kde budete měděný výrobek používat a jaké vnější hrozby jej během provozu ovlivní.

O důležitosti čištění

Chcete-li prodloužit životnost vašeho produktu, měli byste jej pravidelně čistit.

Postupně může většina typů domácích spotřebičů a dalších materiálů ztratit svou prezentaci a zmatnit se v důsledku tvorby oxidového filmu.

Jedná se o krásný prostředek pro odležení pokrmů nebo jiných druhů výrobků, ale mnoho lidí nemá rádo přítomnost patiny.

Existuje několik běžných metod čištění, které mohou pomoci odstranit patinu a ponechat základní materiál nepoškozený:

• Speciální řešení pro mytí nádobí. V tomto případě se povrch stává náchylnějším k odstranění oxidového filmu. Pokud se objevil nedávno, bude možné odstranit oxidační produkty bez vynaložení velkého úsilí.
• Kyselina citronová. Dá se použít jak jako součást roztoku, tak jednoduchým přiložením čerstvě uříznutého plátku na povrch. Patina se odstraňuje rychle a efektivně.
• Ocet. Má stejný účinek jako citron. Pro zlepšení účinku se často míchá se solí nebo moukou.

A to je jen část metod, kterými lze bojovat s patinou.

Jak chránit měď před korozí

Existuje mnoho produktů, které mohou pomoci snížit pravděpodobnost koroze v různých prostředích. Mezi ně patří:

• Změna složení materiálu. Použití legování může výrazně zvýšit úroveň odolnosti proti korozi. V tomto případě mohou být nečistoty odlišné – hlavní věcí je vzít v úvahu oblast použití hotového dílu a porozumět potenciálním rizikům, aby je bylo možné eliminovat.
• Konzervování. Proces zahrnuje ošetření tekutým cínem. Na povrchu se vytvoří účinná ochranná vrstva. Pokud nejsou žádné závady, omezí kontakt s atmosférou a dalšími faktory vedoucími ke korozi.
• Kontrola nad oblastí použití. Při nákupu měděných výrobků je důležité pochopit, kde je budete používat. Je nutné chránit materiál před kontaktem se sírou a jejími sloučeninami a zabránit tomu, aby se v blízkosti nacházely zinkové nebo hliníkové části. Mohou vyvolat vznik elektrochemické koroze.

Zohlednění standardních požadavků na použití měděných výrobků výrazně zvýší jejich životnost a zabrání problémům s korozí.