금속 부품 부식 ​​방지 방법

특정 조건에서는 가장 강한 금속 부품이라도 금속이 주변 환경과 반응할 때 발생하는 부식을 겪을 수 있습니다. 어떤 금속은 어느 정도 부식될 수 있지만 일부 금속은 다른 환경에서 반응합니다.

부식의 위협으로부터 완전히 안전한 금속은 없습니다. 그러나 중요한 것은 부식은 일반적으로 특정 단계를 따르면 방지하거나 최소화할 수 있다는 것입니다. 이러한 단계에는 우수한 제품 디자인, 재료 선택 및 표면 처리 적용이 포함됩니다.

이 문서에서는 CNC 가공 기술로 제조된 금속 부품의 부식을 줄이는 여러 방법에 대해 설명합니다.

부식이란 무엇입니까?

부식은 금속이 주변 환경에서 산화제와 반응할 때 발생합니다. 이 화학 반응으로 인해 시간이 지남에 따라 금속이 분해되어 외관이 손상되고 구조적 무결성이 손상됩니다.

부식은 환경적 상호작용으로 인한 재료의 열화입니다. 이것은 자연 현상이며 수분, 금속 표면 및 전자 수용체라는 산화제의 세 가지 조건이 필요합니다. 부식 과정은 반응성 금속 표면을 보다 안정적인 형태, 즉 산화물, 수산화물 또는 황화물로 변형시킵니다.

각 금속은 서로 다른 전기화학적 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 부식되기 쉬운 부품 유형을 결정합니다. 예를 들어, 습한 환경에 오랫동안 노출된 철 도구는 녹이 슬기 쉬운 반면, 구리 지붕은 날씨의 영향으로 녹이 슬 수 있습니다. 일부 금속은 다른 것보다 부식에 더 강하지만(환경에 따라 다름) 모든 금속이 모든 부식 효과에 영향을 받지는 않습니다.

나쁨 E 부식의 영향

부식은 금속에 다양한 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 금속 구조물이 부식되면 불안정해져서 붕괴 등의 사고가 발생할 수 있습니다. 경미한 부식에도 수리 및 유지 보수가 필요합니다. 실제로 금속 부식으로 인한 전 세계 연간 직접 비용은 약 2조 2천억 달러입니다!

모든 금속은 부식되지만 적절한 보호 방법을 사용하면 부식을 25-30% 방지할 수 있는 것으로 추정됩니다.

부식은 환경 조건이 정제된 금속을 산화물, 수산화물 또는 황화물 형태로 변형시키는 자연적인 과정입니다.

금속 부품의 부식 방지 방법

금속 부품의 부식을 방지하기 위한 조치를 취할 수 있습니다. 이러한 단계의 대부분은 제조 공정 전과 도중에 수행되지만, 일단 사용하면 부품의 부식도 줄일 수 있습니다.

이러한 단계를 따른다고 부품의 무한한 수명이 보장되는 것은 아니지만 금속 부품의 정상적인 기능과 외관을 유지하는 데 도움이 되는 동시에 부식 가능성을 어느 정도 줄일 수 있습니다.

올바른 방법을 선택하여 부식을 방지할 수 있습니다.

• 금속 유형
• 보호 코팅
• 합리적인 디자인
• 환경 관리
• 희생 코팅

금속 유형

부식을 방지하는 쉬운 방법은 알루미늄 또는 스테인리스강과 같은 부식 방지 금속을 사용하는 것입니다. 용도에 따라 이러한 금속을 사용하여 추가 부식 방지의 필요성을 줄일 수 있습니다.

스테인리스 스틸:스테인리스 스틸의 철은 산화되어 녹슬게 됩니다. 그러나 크롬 함량이 높은 강철(예:스테인레스 스틸 316)은 크롬이 부품 표면에 크롬 산화물의 보호층을 형성하기 때문에 녹슬기 쉽지 않습니다.

알루미늄:알루미늄에는 철이 포함되어 있지 않으므로 녹슬지 않습니다. 부식을 방지하기 위해 습기를 만나면 부품 표면에 산화알루미늄 보호층이 형성됩니다.

구리, 청동 및 황동:구리, 청동 및 황동과 같은 적색 금속에는 철이 거의 또는 전혀 포함되어 있지 않으며 녹슬지 않습니다. 산화된 구리는 녹색 녹청을 나타냅니다. 이는 미학적으로 이상적이지는 않지만 구리 구성요소를 부식으로부터 보호할 수 있습니다.

보호 코팅

코팅은 금속 부품과 환경의 산화 요소 사이에 물리적 장벽으로 작용하여 부식 방지 층을 제공할 수 있습니다. 코팅 자체가 마모되지 않는 한 공기, 습기 및 기타 부식성 물질이 금속과 직접 접촉할 수 없습니다. 일정 시간이 지나면 부품의 상태를 유지하기 위해 페인트를 다시 칠할 수 있습니다.

일반적인 방법은 제조업체가 부품에 얇은 아연 층을 적용하는 아연 도금입니다. 일부 금속의 경우 경질 크롬 도금(적당한 가격, 우수한 내식성) 또는 흑색 크롬 도금(고가, 내식성 우수)을 추가하는 것이 가장 좋습니다.

페인트 및/또는 프라이머는 부식을 방지하는 직접적이고 저렴한 방법이며 미적 이유로 여전히 필요할 수 있습니다. 페인트 코팅은 부식성 용액에서 기본 금속으로 전기화학적 전하가 이동하는 것을 방지하는 장벽 층으로 작용할 수 있습니다.

또 다른 가능성은 분말 페인트를 적용하는 것입니다. 이 과정에서 마른 분말이 깨끗한 금속 표면에 도포됩니다. 그런 다음 금속을 가열하여 분말을 부드럽고 깨지지 않은 필름으로 융합합니다. 아크릴, 폴리에스터, 에폭시, 나일론, 우레탄 등 다양한 분말 구성을 사용할 수 있습니다.

합리적인 디자인

부식 제어는 엔지니어링 단계에서 시작됩니다. 부품이 부식되기 쉬운 환경에서 사용되는 경우 엔지니어는 CAD 설계를 생성할 때 특정 설계 기능이 부식을 촉진하거나 방지하는지 여부를 고려해야 합니다. 부품의 재질은 내식성에 영향을 주지만 모양과 질감도 내식성에 영향을 미칩니다.

설계자는 공기나 유체가 들어가 정체되는 것을 방지하기 위해 좁은 간격을 제거해야 합니다. 습기나 공기를 축적할 수 있는 기능을 피하십시오. 부품에는 습기를 축적할 수 있는 깊은 균열이 없어야 하며 가능하면 공기 흐름을 촉진해야 합니다. 부품에 틈, 터널 또는 기타 약점이 절대적으로 포함되어야 하는 경우 금속이 정기적으로 유지될 수 있는지 확인하십시오.

환경 관리

제조 후 단계는 제조 전 단계보다 구현하기가 더 어려울 수 있지만 부품을 사용하고 나면 여전히 부식을 줄일 수 있습니다.

부식은 주변 환경에서 금속과 가스 사이의 화학 반응으로 인해 발생합니다. 환경을 통제하기 위한 조치를 취함으로써 이러한 부작용을 최소화할 수 있습니다. 주변 환경의 산소 또는 염소 함량을 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 부품의 위치를 ​​조정하거나 장애물을 도입하여 부품이 과도한 수분과 접촉하는 것을 방지할 수도 있습니다.

희생 코팅

부품이 부식되지 않도록 하는 또 다른 방법은 보호 코팅 대신 금속에 희생 코팅을 적용하는 것입니다.

희생 코팅의 목적은 부식을 완전히 방지하는 것이 아니라 코팅을 부식시키는 것이지 부품의 기본 재료가 아닙니다. 따라서 코팅을 "희생" 재료라고 합니다. 희생 코팅을 달성하기 위한 두 가지 주요 기술, 즉 음극 보호와 양극 보호가 있습니다.

음극 보호

음극 보호의 가장 일반적인 예는 아연으로 철 합금강을 코팅하는 것인데, 이를 아연 도금이라고 합니다. 아연은 강철보다 활성이 높으며 부식되기 시작하면 산화되어 강철의 부식을 억제합니다. 이 방법은 강철을 전기화학 전지의 음극으로 만들어 작동하기 때문에 음극 보호라고 합니다. 음극 방식은 물 또는 연료 강관, 온수기 탱크, 선체 및 연안 석유 플랫폼을 운송하는 데 사용됩니다.

양극 보호

양극 보호에는 주석과 같은 덜 활성인 금속으로 합금철 강철을 코팅하는 것이 포함됩니다. 주석은 부식되지 않으므로 주석 코팅이 있는 한 강철을 보호할 수 있습니다. 이 방법은 강철을 전기화학 전지의 양극으로 만들기 때문에 양극 보호라고 합니다.

양극 보호는 종종 황산과 50% 가성 소다를 저장하기 위해 탄소강 탱크에 사용됩니다. 이러한 환경에서는 매우 높은 전류 요구 사항으로 인해 음극 방식이 적합하지 않습니다.