Pasivace je ochrana kovu tenkými povrchovými filmy odolnými proti korozi. Vlastnosti a aplikace pasivovaných kovů a slitin. Druhy pasivace a složení elektrolytů. Vlastnosti a podrobný popis technologie.
Pasivace je tvorba tenkých oxidových nebo solných filmů na povrchu kovu, které jej chrání před vnější korozí. Tento povlak zabraňuje kontaktu kovu s kyslíkem a agresivním prostředím. Během pasivace se na kovovém povrchu mohou přirozeně i uměle vytvářet ochranné filmy. V prvním případě se skládají z oxidů chemických prvků, které jsou součástí samotného kovu, a ve druhém mohou zahrnovat oxidy a soli jiných chemických prvků. Například čistý hliník přirozeně tvoří velmi odolný oxidový film a je tedy odolný vůči většině typů koroze. Ale výrobky vyrobené z jeho slitin obsahujících chemicky aktivní složky již vyžadují umělou ochranu proti korozi, a proto jsou vystaveny pasivaci ve solných roztocích.
Pasivace se široce používá k ochraně povrchů výrobků z oceli, mědi, niklu, hliníku a jejich slitin. Dokonce i ochranné zinkové a kadmiové povlaky jsou pasivovány solemi chrómu pro zvýšení jejich korozi a mechanické odolnosti. Pasivace kovu způsobuje tvorbu vrstvy oxidů nebo solí o tloušťce několika mikronů na jeho povrchu, což prakticky neovlivňuje geometrické rozměry výrobků. Na druhé straně mohou takové fólie snížit kontaktní vodivost základního materiálu, ale zpravidla v menší míře než vrstva zkorodovaného kovu.
Podstata a popis procesu pasivace kovů
Při pasivaci se povrchy kovových výrobků ošetřují roztoky chemických sloučenin, které mají oxidační vlastnosti. Nejčastěji tuto roli hrají kyseliny, dusitany a roztoky solí chromu (vzácněji molybden). Roztok se nanáší na povrch kovových polotovarů ponořením nebo ručně pomocí speciálního zařízení. Roztoky používané při pasivaci se obvykle skládají ze základního činidla a několika přísad, které urychlují a stabilizují proces pasivace.
Obecně se pasivační proces skládá z následujících kroků:
- Mechanické čištění povrchů výrobků.
- Chemické odmašťování v roztoku hydroxidu sodného a uhličitanu sodného.
- Opláchněte pod tekoucí horkou a poté studenou vodou.
- Pasivace na danou dobu.
- Neutralizace v roztoku sody.
- Oplach opakovaným ponořením do tekoucí studené vody.
- Sušte v sušárně nebo foukáním teplým vzduchem.
- Kontrola kvality povrchu po pasivaci se provádí vizuálně nebo instrumentálně. Pokud je výsledek neuspokojivý, proces pasivace se opakuje počínaje krokem 1.
Uvedený příklad popisuje proces pasivace pomocí stacionárního výrobního zařízení. K pasivaci povrchů výrobků v místě jejich instalace se používají ruční nástroje a přístroje (viz foto níže).
Vlastnosti a aplikace pasivovaných kovů
Po pasivaci se na kovovém povrchu vytvoří korozivzdorná vrstva, která v případě použití chromátů má i zvýšenou mechanickou pevnost. Některé kovy a slitiny jsou náchylné k přirozené pasivaci. To platí zejména pro hliník a nerezovou ocel s přítomností chrómu. Pokud je ale poškozena struktura a chemické složení povrchové vrstvy, mohou také podléhat korozi. Při pasivaci nerezové oceli se k vytvoření odolné povrchové ochrany používá vlastní chrom, který ve spojení s kyslíkem vytváří hustý oxidový film. Všechny výrobky z nerezové oceli pracující v agresivním prostředí jsou předem pasivovány, což pomáhá zabránit (nebo oddálit) jejich korozi.
Pasivace železa a jeho slitin ve formě konstrukčních a speciálních ocelí se obvykle provádí přes povlak z niklu, zinku nebo kadmia pomocí solí chrómu. Tato pasivace zpevňuje povrchovou vrstvu a umožňuje ocelové výrobky používat po dlouhou dobu bez nebezpečí koroze, a pokud k ní dojde, měla by být ošetřena pouze postižená místa. Pasivace mědi a jejích slitin (bronz a mosaz) se provádí pro ochranné i dekorativní účely pomocí chromátových roztoků. V tomto případě se na povrchu měděného produktu vytvoří tenký průhledný film, který chrání kov před oxidací a zachovává jeho vzhled.
Pasivace stříbra se provádí pro stejné účely pomocí podobných technologií.
Typy pasivace
Podle způsobu povlakování je pasivace dvou typů: chemická a elektrochemická. Odrůdy této technologie jsou navíc klasifikovány podle typu chemického prvku, z jehož sloučenin se vytváří povrchový film (chromátování, niklování, molybdenové pokovování a další). Kromě toho se rozlišuje přirozená pasivace – proces tvorby ochranné vrstvy v řadě kovů a slitin pod vlivem atmosférického a rozpuštěného kyslíku ve vodě.
Chemikálie
Chemická pasivace nastává v důsledku přitahování záporných iontů solí rozpuštěných ve vodě k povrchu kovu, jehož atomy mají kladný potenciál. K tomu se kovové výrobky, předem vyčištěné a odmaštěné, umístí do speciální lázně naplněné vhodným roztokem. Hlavní složkou v takovém elektrolytu je sůl kovu, která tvoří ochranný film na povrchu výrobku. Chemickou pasivaci lze provést i na místě, kde je výrobek instalován. V tomto případě jsou všechny procesy, od čištění po pasivaci, neutralizaci a mytí, prováděny ručně pomocí speciálního zařízení.
Elektrochemické
Elektrochemická pasivace je založena na principech galvanického pokovování. V tomto případě jsou kovové obrobky také umístěny do lázně s elektrolytem, ale k ukládání pasivační vrstvy nedochází v pasivním režimu, ale pod vlivem proudu protékajícího elektrolytickým roztokem. Touto pasivací je kladný potenciál aplikován na obrobek a záporný potenciál je aplikován na těleso lázně. Při použití elektrochemické metody se ochranný film vytvoří rychleji a je rovnoměrnější. Tato technologie je však dražší než chemická pasivace, protože používá složitější zařízení a spotřebovává elektřinu.
Obsah pasivačních kompozic
Složení roztoků pro pasivaci neželezných kovů jako hlavní činidlo nejčastěji zahrnuje chromany draselné a sodné a také anhydrid chromitý. Pro vytvoření kyselého prostředí se do takových elektrolytů přidávají různé kyseliny a soli, jejichž složení ovlivňuje rychlost tvorby a rovnoměrnost ochranného filmu. Pasivace mědi se provádí v roztocích obsahujících malá množství kyseliny sírové. Při zpracování hliníku je kyselina fosforečná zahrnuta do složení elektrolytů a přísady ve formě kyseliny dusičné a sírové se používají k pasivaci zinku a kadmia. Obsah pasivačních roztoků pro úpravu ocelových výrobků závisí na jejich složení a často zahrnuje kyselinu dusičnou a její soli.
Všechny soli chrómu (zejména šestimocné) jsou velmi toxické. Proto lze chromovou pasivaci kovových výrobků provádět pouze ve specializovaných průmyslových odvětvích, která mají vhodné čisticí a drenážní systémy a také speciálně vyškolený personál.
Nikde není psáno, jak probíhá pasivace pomocí solí chrómu přímo na místech instalace zařízení. Jak se v těchto případech chemikálie odstraňují? Nebo se při této léčbě používají jiné sloučeniny? Pokud má někdo informace o tomto problému, podělte se prosím v komentářích k našemu článku.
