Может ли алюминий ржаветь в воде? Факты о коррозии окон и строительных проектов

Дождь попадает в алюминиевую оконную раму тысячи раз в год. Перила балконов выдержат сезон ливней, на крышах соляриев собираются лужи после каждого ливня, а двери ванных комнат ежедневно подвергаются воздействию пара и брызг. Поэтому у застройщиков, подрядчиков и домовладельцев регулярно возникает вопрос: может ли алюминий ржаветь в воде?

Прямой ответ – нет. Ржавчина – это оксид железа, а алюминий не содержит железа, поэтому он не может ржаветь ни при каких условиях. Однако более полный ответ имеет большее значение: алюминий может корродировать в воде, когда определенные условия разрушают его естественную защиту, и понимание этих условий — это то, что отличает систему, которая работает десятилетиями, от системы, которая покрывается пятнами и изъязвлениями в течение нескольких сезонов.

Ржавчина и коррозия — не одно и то же

Ржавчина — это особое соединение: гидратированный оксид железа, который образуется только тогда, когда железо или сталь с течением времени вступают в реакцию с кислородом и влагой. Поскольку алюминий не содержит железа, на нем химически невозможна ржавчина. Отслаивающаяся красновато-коричневая коррозия, которую вы видите на старых стальных перилах или стальных оконных рамах без покрытия, просто не может случиться с алюминием.

Вместо этого алюминий окисляется. В течение нескольких часов после резки или механической обработки чистый алюминий вступает в реакцию с кислородом и образует тонкую, твердую пленку оксида алюминия, обычно толщиной всего несколько нанометров. Эта пленка прочно связывается с металлом, остается стабильной в воде в широком диапазоне pH и, что наиболее важно, восстанавливается при царапинах. Именно по этой причине алюминий так хорошо выживает на открытом воздухе и по этой причине металлу доверяют для изготовления фасадов, навесных стен и построек у моря.

Когда владельцы замечают белые или серые порошкообразные остатки, тусклые пятна или небольшие ямки на алюминиевой поверхности, они часто предполагают, что она заржавела. Это не так. Это коррозия алюминия, то есть окисление уже прошло безвредную защитную стадию и происходит только при определенных условиях, связанных с водой.

Что на самом деле происходит с алюминием в воде

В чистой нейтральной воде алюминий ведет себя исключительно хорошо. Его оксидная пленка остается неповрежденной и продолжает защищать металл, поэтому материал широко используется на водоочистных сооружениях и в сантехническом оборудовании. Полевой и лабораторный опыт показывает, что защитная пленка остается стабильной примерно при значениях pH от 4 до 9 — диапазоне, который охватывает большую часть дождевой воды, водопроводной воды и конденсата, встречающегося в зданиях. Проблемы возникают, когда химический состав меняется или когда вода остается там, где она должна стекать, как описано ниже.

Соленая вода и хлориды: главная угроза

Соль является наиболее агрессивным распространенным вызовом. Ионы хлорида действуют через микроскопические слабости в оксидной пленке и создают небольшие локализованные нарушения. Результатом является точечная коррозия — крошечные полости, которые с годами медленно углубляются. Прибрежные проекты сталкиваются с этим даже без прямого погружения, поскольку соль, переносимая по воздуху, оседает на рамах, перилах и жалюзи, а затем каждую влажную ночь растворяется в концентрированном рассоле. Вот почему на морской инсталляции часто появляются меловые пятна на несколько лет раньше, чем на такой же внутренней установке.

Гальваническая коррозия: когда вода замыкает цепь

Алюминий более реактивен, чем большинство строительных металлов, что создает второй вид отказа. Когда алюминий остается во влажном контакте со сталью, медью или латунью и влага связывает их, образуется электрическая ячейка. Вода действует как электролит, а алюминий становится анодом, отдавая ионы металла для защиты более благородного металла. В соленой воде эта реакция протекает быстро, и видимая коррозия может появиться в течение одного сезона дождей. Классический и дорогостоящий пример — винты из голой стали, ввинченные в алюминиевые рамы.

Захваченная вода: тихий участник

Нейтральная дождевая вода по-прежнему вызывает проблемы, если она скапливается внутри рамы и не имеет выхода. По мере того, как стоячая вода медленно испаряется, она концентрирует все соли и загрязняющие вещества, которые она несет, а локально обедненный кислород ослабляет оксидную пленку у ватерлинии. Засоренные сливные отверстия, незагерметизированные стыки порогов и плоские карманы для остекления — вот где на самом деле начинается большая часть реальной коррозии алюминия, а не под открытым дождем.

Где вода встречается с алюминием в реальных зданиях

Все, что прикреплено к ограждающим конструкциям здания, рано или поздно сталкивается с водой: оконные рамы выдерживают проливной дождь, перила выдерживают брызги и мытье, мансардные окна собирают конденсат внутри, а конструкции соляриев сбрасывают сточные воды с крыши. Хорошо спроектированные алюминиевые системы справляются с этой задачей в три слоя. Геометрия профиля включает дренажные каналы и дренажные отверстия, благодаря чему вода выходит, а не задерживается. Обработка поверхности, такая как анодирование или порошковое покрытие, создает толстый барьер поверх естественной оксидной пленки. А последовательное производство в соответствии с системой качества ISO9000 обеспечивает достаточно жесткие допуски, чтобы прокладки и уплотнения работали должным образом.

Затем выбор продукта сопоставляет материал с экспозицией. Для раздвижных проемов в местах, подверженных воздействию дождя и сильному солнечному свету, в спецификации должна быть прямо указана устойчивость к коррозии и ультрафиолетовому излучению:

Алюминиевое раздвижное окно, устойчивое к коррозии и ультрафиолетовому излучению Это алюминиевое окно, предназначенное для раздвижных проемов, подверженных воздействию дождя и сильного солнечного света, сочетает в себе устойчивые к коррозии рамы и устойчивую к ультрафиолетовому излучению отделку, а его герметичность и плавное скольжение подходят для балконов и прибрежных установок. Просмотреть продукт →

Ограждение над подиумами и балконами сочетает в себе воздействие воды и нагрузки на конструкцию, поэтому внимания требуют как отделка, так и толщина профиля:

Алюминиевые перила для окон с антикоррозийной отделкой Эти алюминиевые перила, подходящие для подиумов и балконов, где воздействие воды соответствует структурным нагрузкам, обеспечивают защиту от падения благодаря антикоррозийному, устойчивому к ультрафиолетовому излучению покрытию и интегрируются с оконными системами, не блокируя свет. Просмотреть продукт →

На уровне крыши атака происходит с обеих сторон: конденсат внутри и проливной дождь снаружи, поэтому рамы мансардных окон должны с самого начала проектироваться с контролем влажности:

Электрический алюминиевый люк с защитой от влаги Для мест на крыше, подверженных конденсации и проливному дождю, этот моторизованный световой люк предлагает многослойную гидроизоляцию, дополнительный датчик дождя, а также дистанционное или голосовое управление для надежной вентиляции таких помещений, как чердаки и солярии. Просмотреть продукт →

Если вы взвешиваете раздвижные системы для конкретного проекта, это направляющая для раздвижных окон из алюминия, рассказывающая о преимуществах, затратах и установке подробно описывает процесс спецификации.

Как предотвратить коррозию алюминия во влажных или прибрежных проектах

Коррозия, связанная с водой, предсказуема и, следовательно, предотвратима. Со стороны проекта эти привычки покрывают большую часть рисков:

1. Сопоставьте отделку с местом. Выбирайте анодирование или порошковое покрытие для прибрежных зон, мест с высокой влажностью или промышленных помещений, а не голый алюминий, обработанный прокатным станом.
2. Защитите дренажные пути. Убедитесь, что в профилях имеются дренажные отверстия и каналы и что при установке они не блокируются герметиком или мусором.
3. Изолировать разнородные металлы. Используйте крепежные детали и разделительные прокладки с покрытием или из нержавеющей стали там, где алюминий соединяется с конструкционной сталью, медными трубами или латунными деталями.
4. Продолжайте движение воды. Спроектируйте подоконники, пороги и места примыканий к крыше так, чтобы вода быстро сбрасывала воду; наклон в несколько градусов всегда лучше плоского кармана.
5. Смойте солевые отложения. В прибрежных зданиях периодическая промывка рам и перил пресной водой удаляет остатки хлоридов до того, как они смогут сконцентрироваться.
6. Ежегодно проверяйте уплотнения. Стареющие прокладки пропускают воду в полости, где она застаивается, и их ранняя замена обходится гораздо дешевле, чем замена проржавевшей створки.

Для групп по закупкам дорогостоящие ошибки обычно скрываются при передаче: голые стальные крепления внутри стыков, отсутствие изоляционных прокладок на конструкционной стали и детали остекления, удерживающие воду. Ни один из них не появляется в течение первого года, и именно поэтому они заслуживают отдельной позиции во время заводской проверки и приемки на объекте, а не претензии по гарантии позже.

Итог

Алюминий не ржавеет в воде, и это химия, а не маркетинг. Он может подвергаться коррозии, но только тогда, когда определенные условия разрушают его оксидный слой: влага, насыщенная солью, сильно кислая или щелочная вода, влажный контакт с более благородными металлами или вода, захваченная там, где не удалось дренаж. Укажите правильную отделку, потребуйте очистки дренажа и металлической изоляции в деталях, а также регулярно промывайте и проверяйте герметичность, и алюминиевые окна, двери, перила и световые люки сохранят свой внешний вид и эксплуатационные характеристики в течение десятилетий даже в суровом прибрежном климате.

Если вы оцениваете системы для влажных или морских проектов, команда Dongcheng Menchuang производит полный ассортимент алюминиевых окон, дверей, соляриев, мансардных окон и систем навесных стен Производство осуществляется под контролем ISO9000, и мы будем рады просмотреть ваши чертежи и условия воздействия на объекте, прежде чем вы доработаете спецификацию.