1. Разрушение стеклянных поверхностей

Стекло намного более устойчиво к коррозии, чем большинство материалов, настолько, что его легко считать антикоррозийным. Стеклянные окна после нескольких лет воздействия элементов остаются прозрачными и, по-видимому, незатронутыми. Стеклянные бутылки содержат широкий спектр жидкостей, которые растворяют другие материалы. В лаборатории реакции проводят в стеклянных стаканах и колбах без повреждения мензурок или загрязнения реагирующих растворов. ( ссылка )

Коррозия стекла из-за сломанного уплотнения

Но, несмотря на эти признаки того, что стекло не разрушается при химическом воздействии, при определенных условиях оно разъедает и даже растворяется. В этих случаях важно выбрать правильный тип стекла, поскольку некоторые из них более устойчивы к коррозии, чем другие. Лишь немногие химические вещества агрессивно воздействуют на стекло - плавиковая кислота, концентрированная фосфорная кислота (когда она горячая или содержит фториды), горячие концентрированные растворы щелочей и перегретая вода. Плавиковая кислота является самой мощной из этой группы; это нападает на любой тип силикатного стекла. Другие кислоты атакуют лишь незначительно; степень воздействия может быть измерена в лабораторных испытаниях, но такая коррозия редко бывает существенной при эксплуатации для кислот, отличных от плавиковой и фосфорной.

Кислоты и щелочные растворы воздействуют на стекло по-разному. Щелочи нападают на кремнезем напрямую, а кислоты - на щелочь в стекле.

Когда раствор щелочи нападает на стеклянную поверхность, поверхность просто растворяется. Этот процесс постоянно обнажает свежую поверхность, которая в свою очередь растворяется. Пока подача щелочи достаточна, этот тип коррозии протекает с одинаковой скоростью.

Кислотная коррозия ведет себя совершенно иначе. При растворении щелочи в составе стекла остается пористая поверхность, которая состоит из сетки из диоксида кремния с отверстиями, в которых щелочь была удалена кислотой. Эта пористая поверхность замедляет скорость атаки, поскольку кислота должна проникать в этот поверхностный слой, чтобы найти растворение щелочи.

Коррозия водой аналогична кислотной коррозии в том, что щелочь удаляется с поверхности стекла. Водная коррозия действует гораздо медленнее. Однако при высоких температурах коррозия воды может стать значительной. Мерные стаканы для паровых котлов являются тому примером. Эти продукты должны быть защищены от перегретой воды листом слюды или заменены по графику, который гарантирует, что они не будут серьезно ослаблены.

Многие лабораторные испытания были разработаны для проверки коррозионной стойкости. Некоторые из них нацелены на ускорение скорости коррозии за счет использования высоких температур или шлифования стекла до определенного размера зерна, чтобы подвергнуть коррозийному раствору большую площадь поверхности. После обработки в течение указанного времени и при указанной температуре можно измерить потерю веса стекла или определить количество извлеченной щелочи.

Многие факторы влияют на скорость коррозии, и ни одно лабораторное испытание на сегодняшний день не способно предсказать эксплуатационные характеристики при любых условиях. Концентрация и скорость перемешивания корродирующего раствора являются важными факторами. По мере развития коррозии исследуемый раствор загрязняется компонентами, извлеченными из стекла; это загрязнение может ускорить или замедлить скорость коррозии. Некоторые стеклянные изделия имеют оболочку, богатую кремнеземом, поэтому поверхность будет отличаться от внутренней коррозии. Порошковый тест на стекле из такого продукта полностью пропустит этот поверхностный эффект. Сравнения между очками из ускоренных испытаний иногда будут отменены при нормальной температуре эксплуатации.

Сравнительные значения устойчивости к кислотам, щелочам и воде можно найти в литературе, но они должны использоваться только в качестве руководства. Результаты должны быть проверены в реальных условиях эксплуатации.

Разрушение стеклянных поверхностей

Новое стекло ярко и сверкающе, легко просматривается, легко моется и содержится в чистоте. Вопреки распространенному мнению, поверхность стекла не совсем гладкая. Он имеет то, что производители стекла называют «решетчатым» или «сотовым» рисунком. Под микроскопом стекло выявляет более шероховатую поверхность из пиков и выбоин. Органические и неорганические загрязнители заполняют эти выбоины и химически реагируют со стеклом, прочно связываясь с его поверхностью. В результате стекло легко окрашивается и обесцвечивается, становится плохо различимым, его трудно чистить и содержать в чистоте. Поверхность стекла также обладает гидрофильными свойствами и с течением времени подвергается процессу коррозии, что делает его поверхность более шероховатой и, следовательно, ее повреждение увеличивается, в некоторых случаях необратимо. ( ссылка )

Это имеет серьезные последствия для владельца недвижимости и любых других пользователей стекла, увеличения затрат и усилий на техническое обслуживание, ремонт или замену, а во всех случаях снижение ожидаемой производительности.

Подобно тому, как металл ржавеет, стекло подвергается процессу коррозии, вызванному реакциями между поверхностью стекла и газами в атмосфере. Обычно это связано с воздействием влаги или пара через конденсат или реакцией со щелочным раствором.

Стекло гидрофильно, то есть оно притягивает и удерживает влагу. Все стекло имеет молекулярный слой влаги на поверхности. Когда этот слой увеличивается из-за влажности или осадков, он может затенить видимость и создать риск для комфорта или безопасности. Но больше всего он в значительной степени участвует в разрушении поверхности стекла.

Есть два различных этапа процесса коррозии, происходящих вместе или по отдельности. Первый этап - водная коррозия, вызванная влагой. Это упоминается как ионный обмен или извлечение щелочи (выщелачивание). Ионный обмен происходит между ионами натрия из стекла и ионами водорода из коррозионного раствора. Остальные компоненты стекла не изменяются, но эффективная площадь поверхности, контактирующая с раствором, увеличивается. Это увеличение площади поверхности приводит к извлечению или выщелачиванию щелочных ионов из стекла, оставляя на поверхности слой, обогащенный кремнеземом. Когда концентрация кремнезема (SiO2) в стекле снижается, площадь поверхности увеличивается за счет растворения поверхности стекла. PH раствора в контакте со стеклом сильно влияет на процесс коррозии. Быстрое повышение рН приведет к быстрому разрушению поверхности стекла.

Существует два типа водной коррозии: статическая и динамическая. Статическая водная коррозия вызвана улавливанием влаги на поверхности стекла. При динамической водной коррозии коррозионный раствор пополняется за счет стока конденсата. Даже одна капля влаги на незащищенном стекле может нанести достаточный ущерб, чтобы быть видимой при хорошем освещении.

Второй этап коррозии - это процесс разрушения выщелоченных поверхностных слоев стекла. Стекло устойчиво к большинству кислот, но очень восприимчиво к воздействию щелочных материалов, особенно концентрации ионов ОН - , дающей рН более 9,0. Результатом является атака сетки, образующей связи кремнезема с кислородом (Si-O), что приводит к растворению поверхности стекла.

Щелочные моющие средства легко доступны и широко используются, иногда без разбора, для ухода за поверхностью. Повреждение стекла также может быть вызвано неправильными и абразивными методами очистки.

Похожие