Если вы работаете в сфере водоснабжения, возможно, вы слышали термин «децинкификация». Хотя его появление может показаться очевидным с научной точки зрения, его воздействие на латунную водопроводную арматуру может быть серьезно вредным.
Децинкование создает серьезные проблемы как для производителей латунной водопроводной арматуры, так и для конечных пользователей. Итак, что же это такое и что можно сделать, чтобы уменьшить его последствия?
Что такое децинкификация?
Децинкификация — это процесс, в результате которого сплавы цинка, такие как латунь, со временем разрушаются в воде. Латунь состоит примерно на две трети из меди и на одну треть из цинка, а также в следовых количествах других легирующих элементов, таких как олово, железо и марганец.
Во время обесцинкования цинк непреднамеренно удаляется из латунного сплава в результате коррозионной реакции на воду или влагу.
После периода эксплуатации во влажных условиях из латунного сплава может выщелачиваться достаточно цинка, что нарушает целостность латунного компонента, оставляя ослабленную сотовую структуру, непригодную для использования.
Вызывает ли децинкификация латунь ржаветь?
Хотя это не ржавчина, как мы ее традиционно понимаем (ржаветь может только железо), децинкификация оказывает аналогичное коррозионное воздействие на компоненты латунных сплавов, нарушая их внутреннюю структуру и снижая прочность.
Обнаружить обесцинкованную латунь бывает сложно – в отличие от ржавчины с ее заметным цветом и текстурой. Детали из обесцинкованной латуни часто остаются неизменными снаружи, за исключением незначительного изменения цвета, и обычно сохраняют свою первоначальную форму и размеры.
Но повышенная пористость латунного сплава и резкое снижение механической прочности детали часто приводят к катастрофическому выходу из строя.
Почему децинкификация вызывает коррозию латуни?
Эта реакционная способность латуни в воде удивит многих людей; Латунные фитинги являются обычным фаворитом в водном хозяйстве, так зачем их использовать, если существует проблема с обесцинкованием?
Правда в том, что, хотя обесцинкование является серьезным фактором при выборе латунной водопроводной арматуры, для его возникновения должны действовать определенные факторы окружающей среды. К ним относятся:
- Слабокислая вода в системе
- Слабощелочная вода в системе
- Низкая аэрация воды
- Более высокая температура воды
- Эффекты благородных металлов и гальванической серии
Хорошим примером этого являются цилиндры с горячей водой, где латунные фитинги могут подвергаться различным условиям и температурам воды. По этой причине латунные фитинги, используемые в конструкции резервуаров для горячей воды, должны выбираться тщательно, чтобы свести к минимуму риск обесцинкования жизненно важных компонентов.
Гальваническая серия и гальваническая коррозия (немного науки)
Серия «Гальваника» — это отдельная статья, но здесь стоит суммировать ее последствия, поскольку она дает некоторое представление о том, как происходит обесцинкование и почему оно вызывает коррозию латунной водопроводной арматуры.
Гальваническая коррозия возникает, когда два разнородных металла соединяются и погружаются в электролит; в данном случае двумя разнородными металлами являются медь и цинк (в виде латуни), а электролитом является вода. Эта гальваническая реакция основана на том же принципе, по которому работают батареи или коррозионные элементы.
Внутри коррозионной ячейки должны быть анод, катод, металлический путь и электролит. Более благородный металл действует как катод, а менее благородный — как анод, причем анод подвергается коррозии в большей степени, чем катод.
Медь не занимает особенно высокого места в благородной шкале – на самом деле, она находится примерно посередине. Цинк, однако, является чуть ли не наименее благородным металлом, поэтому разрыв между медью и цинком значителен. Когда компонент из латунного сплава подвергается воздействию электролита и образует металлический путь, элемент цинка становится анодом и подвергается коррозии, а не медному катоду.
Гальваническая реакция ускоряется, если катод больше анода. Это усугубляет проблему обесцинкования латунных компонентов бойлера с горячей водой, поскольку большой медный цилиндр, который действует как катод, значительно больше, чем маленькие латунные фитинги, содержащие цинк, которые являются анодами.
Добавьте к этому повышенную температуру воды в цилиндре, и вы создадите идеальные условия для обесцинкования латунных фитингов.
Почему в водном хозяйстве используются латунные фитинги, если обесцинкование приводит к их коррозии?
Несмотря на проблемы, связанные с обесцинкованием, существует множество веских причин использовать латунь при производстве водопроводной арматуры. Латунь имеет:
- Одна из лучших свойств обработки всех металлов.
- Отличная формуемость для штамповки
- Выгодное соотношение затрат на применение
- Сравнительно простой процесс производства сплавов.
Ключом к успешному сервисному применению латуни является полное понимание разработчиком компонентов конечного применения фитингов.
Устранение последствий децинкификации
Чтобы устранить последствия обесцинкования специальной латунной водопроводной арматуры, легирующие элементы латуни можно модифицировать во время ее производства. Это относительно недорогой процесс, который значительно повышает устойчивость латуни к обесцинкованию и увеличивает срок службы компонентов при использовании в теплых и влажных условиях, например, в резервуарах с горячей водой.
Полученный сплав называется децинкифицированной латунью. Его часто называют CZ132, латунь DZR или CW602N.
Существует два способа производства латуни ДЗР:
- Используйте содержание цинка >15%. Это автоматически предотвращает обесцинкование, однако более низкое содержание цинка может сделать полученный сплав непригодным для предполагаемого компонента или производственных требований.
- Если для сохранения характеристик латуни требуется более высокое содержание цинка (обычно 35%), можно добавить другие легирующие элементы в очень небольших количествах (обычно 0.2–2%), чтобы предотвратить обесцинкование. Эти элементы часто называют ингибиторами децинкификации и включают мышьяк, никель, олово, фосфор и алюминий.
Еще одним важным фактором предотвращения обесцинкования латунной арматуры является выбранный метод изготовления детали. Если используется процесс ковки, такой как горячая штамповка, или другой термический процесс, такой как отжиг, устойчивость компонента к обесцинкованию еще больше улучшается.
Однако необходимо также тщательно рассмотреть вопрос о том, что подходит для конструкции компонента, его применения и подходящих процессов обработки для изготовления детали.
При производстве латунных сплавов следует учитывать множество факторов, но это общий обзор процесса обесцинкования и принципов производства латунных фитингов DZR для использования в водном хозяйстве.
В заключение, если разработчик компонентов понимает применение и выбирает правильный латунный сплав, полученные латунные фитинги должны иметь длительный и безотказный срок службы.
Есть вопросы о специализированной водопроводной арматуре? Свяжитесь с нами и мы будем рады помочь.
