Hur förhindrar elektrogalvaniseringsteknik metallkorrosion?

Metallkorrosion har alltid varit ett vanligt problem i metallmaterial. Metallåtervinning kan minska en del av de förluster som orsakas av korrosion, men cirka 101 ton metallmaterial skrotas fortfarande varje år. Korrosion kan orsaka ogiltigförklaring av metallmaterial och resultera i betydande ekonomiska förluster. År 2023 uppgick de ekonomiska förlusterna orsakade av metallkorrosion i Kina till 500 miljarder RMB. Världsomspännande överstiger de ekonomiska förlusterna orsakade av korrosion all föreställningsförmåga. Förlusterna orsakade av korrosion bör inte beräknas enbart utifrån massan av metallförlust, utan bör inkludera den energi som förbrukas vid metallsmältning och återvinning. Samtidigt kan korrosion också orsaka miljöföroreningar, såsom att förorena människors mark- och vattenresurser. Korrosion kan också orsaka skador på utrustning, byggnader och andra anläggningar, allt från ekonomiska förluster till att äventyra den personliga säkerheten. Många olyckor orsakas direkt eller indirekt av korrosion. Därför är forskning om förebyggande av metallkorrosion av stor betydelse.

För närvarande är forskning om förebyggande av metallkorrosion huvudsakligen indelad i två kategorier: metalllegering och ytbehandling av metaller. Metalllegering är processen att smälta skyddade metaller tillsammans med specialmetaller och förbättra deras korrosionsbeständighet genom passivering av specialmetaller. Det finns många metoder för ytbehandling av metaller, inklusive elektroplätering, kemisk plätering, mekanisk plätering, ytbeläggning etc. Elektropläteringstekniken har fördelarna med enkel process, enkel kontroll av processparametrar och låg kostnad, och används ofta för att förebygga metallkorrosion.

Inom elektropläteringsteknik används zinkbeläggning (galvanisering) i stor utsträckning som anodmaterial eftersom standardpotentialen för zinkelektroder är låg, vilket kan ge ett gott skydd för katodmaterial. Obehandlade galvaniserade lager är dock benägna att oxidera och korrosionera i fuktiga miljöer. Därför krävs ytpassiveringsbehandling efter galvanisering för att förbättra korrosionsbeständigheten hos det galvaniserade lagret. Sedan förra seklet har man forskat mycket om korrosionsskyddsteknik, och galvaniseringstekniken har utvecklats snabbt. Denna artikel utvecklar och sammanfattar galvaniseringstekniken.

1.1 Kemisk mekanism för elektrogalvaniseringsteknik
Elektroplätering är processen där man med hjälp av elektrolys bildar ett enhetligt, tätt och välbundet lager av metall eller legering på ytan av ett arbetsstycke. Jämfört med andra metaller är zink en relativt billig och lättpläterad metall som tillhör den lågvärdiga korrosionsskyddande elektropläteringsbeläggningen. Därför används elektrogalvaniseringsteknik i stor utsträckning för att skydda ståldelar, särskilt för att förhindra atmosfärisk korrosion, och används även för dekoration. Pläteringstekniker inkluderar tankplätering (eller hängplätering), valsplätering (lämplig för små delar), automatisk plätering och kontinuerlig plätering (lämplig för tråd och band). Den kemiska reaktionsformeln för elektrogalvaniseringstekniken är:
Zn2++2e → Zn

1.2 Processflöde vid elektrogalvanisering
Processflödet för elektrogalvanisering är generellt följande:
Kemisk avfettning av järndelar → Tvätt med varmt vatten → Syratvätt för rostborttagning en eller två gånger med rinnande vatten → Elektrolytisk avfettning → Tvätt med varmt vatten → Tvätt med rinnande vatten → Aktivering med saltsyra 1:2 → Tvätt med rinnande vatten → Galvanisering → Tvätt med vatten → Ljusemission → Tvätt med vatten → Passivering → Två omgångar vattentvätt → Tvätt med varmt vatten → Torkning → Inspektion → Färdig produkt
Beroende på typen av pläteringslösning kan elektropläteringsmetoder delas in i fyra typer: cyanidelektroplätering, zinkelektroplätering, kloridelektroplätering och sulfatelektroplätering.

1.3 Sammanfattning
Elektroplätering har en historia på över 100 år och är den längsta och mest använda våtavsättningsprocessen för metallbeläggningar i historien. Elektroplätering spelar en mycket viktig roll i skyddet mot metallkorrosion. På grund av de rikliga zinkresurserna i vårt land är priset lågt; Dessutom är zinkens elektrodpotential negativ jämfört med järn. För stålsubstratet är det en anodisk beläggning som kan ge elektrokemiskt skydd genom att offra zink för att skydda stålsubstratet. Efter efterbehandling kan det galvaniserade lagret inte bara uppnå ett vackert utseende, utan också avsevärt förbättra dess korrosionsbeständighet. Så zink är den mest använda metallen vid elektroplätering, och enligt grov statistik står den för mer än 60% av den totala elektropläteringsmängden, vilket gör den till den största och mest använda typen av plätering.

För närvarande är galvanisering fortfarande den mest använda korrosionsskyddstekniken för stål. Produktionen av stålprodukter med zinkbaserade och zinkaluminiumlegeringsbeläggningar för ytskydd har nått över 40% av den årliga stålproduktionen i utvecklade länder.

Sammanfattningsvis har elektropläteringstekniken en enkel process, enkel parameterkontroll och det resulterande galvaniserade lagret är blankt och platt efter behandling. Den används ofta i metallmaterial som stål och har en dominerande position på elektropläteringsmarknaden. Samtidigt har Kina rikliga zinkresurser och låga zinkpriser, vilket gör det mycket lämpligt för utveckling av elektropläteringsteknik. Under senare år har utvecklingen av elektropläteringsteknik, med hänsyn till miljöskydd, också fokuserat på hög effektivitet, låg förbrukning och låga utsläpp. Kinesiska elektropläteringsfabriker har generellt uppgraderat till mer miljövänlig och effektiv elektropläteringsteknik.