Почему растворяются болты, гальваническая коррозия

Почему нельзя просто так взять, и соединить два металла? А вот почему:

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

Эти болты крепили латунную фурнитуру бачка, вот такую:

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

Вот так это выглядело - головка болта растворилась:

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

Итак, почему это произошло, как этого можно было избежать? Пикабу образовательный, я очень надеюсь что многие не узнают для себя ничего нового, но кто-то освежит свои познания в школьной химии.

В школе, в кабинете химии у многих над доской висел ряд напряженности металлов, вот этот:

Li K Sr Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Pt Au


Металлы в этом ряду отсортированы по мере убывания электроотрицательности (относительно водорода, он принят за условный ноль). Что это значит на практике:

1. Если два металла контактируют (образуют гальваническую пару) в воде, то разрушается тот, который в ряду левее.

2. Чем дальше друг от друга металлы в ряду, тем интенсивнее процесс гальванической коррозии.

Итак, что же произошло. Болт стальной, из железа (Fe). Фурнитура из латуни, сплав меди с цинком (основную роль в процессе  сыграла медь - Cu). По ряду видим, что они далеко друг от друга, и железо левее, а значит в этой паре будет разрушаться болт.

Рассмотрим другой пример для понимания - оцинкованную жесть и луженую жесть. Оцинковка конструкций используется для защиты железа от коррозии - цинк левее железа в ряду напряженности, а значит, если оцинкованная конструкция будет поцарапана, то в месте царапины начинает разрушаться цинк, и пока весь цинк не разрушится, железо ржаветь не начнет.

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

С луженой жестью (консервная банка тому пример) ситуация в точности наоборот. Олово (Sn) в ряду правее железа, а значит в этой паре в месте царапины будет разрушаться железо! до тех пор, пока не останется тонкая скорлупка из оловянного покрытия.

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

Покрыть слой металла другим, более электроотрицательным "жертвенным" металлом - один из приемов борьбы с коррозией - позволяет выиграть дополнительные годы эксплуатации, оцинкованный лист железа прослужит дольше просто стального.

Так как же должен был поступить грамотный сантехник, чтобы избежать такого эффектного растворения болтов?


Первый вариант - использовать латунные болты. Они дороже стальных, но не образовали бы гальванической пары. Нержавеющие болты бы тоже не спасли - посмотрите где хром и никель (основные добавки, делающие сталь нержавеющей) относительно меди.


Второй вариант - диэлектрическая прокладка. Если металлы контактируют меж собой через диэлектрическую прокладку, то электрической цепи не образуется, электрохимическая коррозия  не протекает. При соединении медного трубопровода со стальным она обязательна, вот на фото помечена как "plastic liner":

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

Для удобства и точности инженеры уже подумали и составили ГОСТ  9.005-72, который описывает как раз, какие металлы в паре коррозируют слишком быстро, а какие можно меж собой скручивать/покрывать. Вот так выглядит таблица:

Почему растворяются болты, гальваническая коррозия Коррозия, Ржавчина, Познавательно, Химия, Ликбез, Инженер, Сантехника, Длиннопост

ГОСТ прочитал и свел в красивую табличку пользователь teleghost на хабре (https://habr.com/ru/post/398957/). Еще можно скачать экселевскую табличку тут: https://dwg.ru/dnl/14039

Теперь вы знаете, почему крепить стальную табличку на медные заклепки - плохая идея.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
Автор поста оценил этот комментарий
У меня дома однажды взорвалась распределительная коробка. Разорвало обои и крышка улетела в другой конец прихожей. Оказалось, там был скручен медный провод с алюминиевым. А монтаж лет 20 назад делался и проблем с проводкой всё это время не было.
раскрыть ветку (11)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Может просто загорелась, без взрыва?)
1
Автор поста оценил этот комментарий

там немножко другой механизм :) связанный с ползучестью алюминия, коррозионные процессы под слоем изолента протекают слабо (но тоже протекают). Но да, соединение меди с алюминием - вечная проблема, и просто вставкой из другого металла она решается, но не до конца(

раскрыть ветку (9)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

А при каком слое синей изоленты процесс коррозии меди с алюминием прикратиться? )

раскрыть ветку (7)
2
Автор поста оценил этот комментарий

даже одевание колпачка, заполненного консистентной смазкой для изоляции от воды не спасет от пожара, такое соединение ненадежно, не просто так же есть регламент протяжки электрощитов - алюминий под нагрузкой медленно деформируется как пластилин, и туго закрученная клемма через 5 лет удивительно позволяет дотянуть еще четверть оборота. там механизм не чисто коррозионный.

раскрыть ветку (6)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Скажи, о Великий, стоит ли дома спаивать в распредкоробке медные провода друг с другом?) Или лучше колпачками?
раскрыть ветку (5)
1
Автор поста оценил этот комментарий

ИМХО самый надежный вариант - гильзы ГМЛ и запрессовать клещами. Да и сильно технологичнее пайки.

раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Ваго же проще? Да и качество соединения тож норм

раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

площадь контакта не очень. Ваго с пастой для соединения медь-алюминий - шикарно. В остальных случаях - дискусионно. Скорость монтажа ускоряет, но я видел горелые ваги (поддельные), при занижении сечения (у кабелей по ТУ) тоже результат труднопредсказуем. В общем если нет мантры время-деньги, я бы рекомендовал ГМЛ, на них гарантию в 50 лет дать не стремно. с вагами мнения практиков разнятся, а меня жаба душит испытательный злой стенд делать.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

По поводу стенда: ведь мало же смысла гонять вагу расчитанную условно на 16 ампер - 30 амперами? Тогда в чем злость стенда будет?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

термоциклирование. wago221 декларируется на номинальный ток 32А и до 105 градусов. Взять брутальный трансформатор с хорошим выходным током, и сделать панели 100 соединений скруткой, 100 вагами, 100 гильзами и т.д. ВСе соединить последовательно. Выставить на улицу под крышу, или на холодный склад, и оставить на пару месяцев работать в режиме - вкл- прогреваем номинальным током жилу до +80, выкл - остываем до окружающей отрицательной температуры - вкл и повторяем цикл. Это позволит сравнить надежности типов соединений, позволит проследить за изменением переходного сопротивления во времени.

Автор поста оценил этот комментарий

в скрутке как раз идет коррозия.я видел старые скрутки меди и алюминия и они были в хорошем состоянии,без намеков на разрушение.потому что было сухо и нагрузки малые.а видел скрутку как раз с корозией,оба провода были в "раковинах".

а ползучесть алюминия это в клемниках и прочих болтах от механического воздействия.скрутку так не скрутишь сильно чтобы алюминий поплыл.

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку