Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Korozja to fizykochemiczne oddziaływanie między środowiskiem i metalem, w którego wyniku powstają zmiany we właściwościach metalu, które mogą prowadzić

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Korozja to fizykochemiczne oddziaływanie między środowiskiem i metalem, w którego wyniku powstają zmiany we właściwościach metalu, które mogą prowadzić"— Zapis prezentacji:

1 Korozja to fizykochemiczne oddziaływanie między środowiskiem i metalem, w którego wyniku powstają zmiany we właściwościach metalu, które mogą prowadzić do znaczącego pogorszenia funkcji metalu, środowiska lub układu technicznego, którego są częściami. EN ISO 8044:1999 Korozja metali i stopów – Podstawowa terminologia i definicje

2 Metal Środowisko Oddziaływania Środowisko zawiera czynniki korozyjne: -substancje chemiczne: kwasy, zasady, jony chlorkowe, związki utleniające, kompleksujące, -podwyższona temperatura, -narażenia mechaniczne: naprężenia, drgania, tarcie, -prądy błądzące, -przepływ roztworu -mikroorganizmy (bakterie) -…

3 Metal Środowisko Oddziaływania Środowiska: -naturalne: atmosfera, gleba, wody, tkanki -związane z działalnością człowieka, np: przemysł chemiczny, hutniczy, kosmonautyka, motoryzacja, spożywczy, oczyszczalnie ścieków, itp.

4 Metal Środowisko Oddziaływania Metal: -metale, -stopy metali, -kompozyty z elementami metalowymi

5 Metal Środowisko Oddziaływania Oddziaływania: -elektrochemiczne – korozja elektrochemiczna -chemiczne – korozja chemiczna -mikrobiologiczne – korozja mikrobiologiczna -fizyczne – wraz z poprzednimi zwykle współdziałanie rożnych oddziaływań

6 Metal Środowisko Oddziaływania Układ korozyjny Zniszczenia korozyjne: pogorszenie funkcji (utrata użyteczności) metalu, środowiska lub układu technicznego, którego są częściami

7 Pogorszenie funkcji metalu

8 Pogorszenie funkcji?

9 Metal Środowisko Oddziaływania Układ korozyjny Korozja większości metali jest procesem samorzutnym, nieuniknionym

10 Obieg (wielu) metali w przyrodzie

11 Trwała forma żelaza: tlenek żelaza

12 Metal Środowisko Oddziaływania Oddziaływania chemiczne – korozja chemiczna: -w środowiskach nieprzewodzących: gazy, związki organiczne, stopiona siarka, -reakcja chemiczna metalu z utleniaczem: utlenianie:2Fe + 3O 2 2Fe 2 O 3 siarkowanie:Fe + S FeS -duże zniszczenia powyżej °C - korozja wysokotemperaturowa -turbiny gazowe, silniki, piece, spaliny, przemysł hutniczy

13 Metal Środowisko Oddziaływania Oddziaływania elektrochemiczne – korozja elektrochemiczna: -w środowiskach przewodzących: roztwory elektrolitów i stopione elektrolity -reakcje elektrochemiczne -największe zniszczenia korozyjne metali -tak zachodzi korozja metali w środowiskach naturalnych: atmosfera, gleba, wody, ciało człowieka i związanych z działalnością gospodarczą: przemysł chemiczny, hutniczy, spożywczy, energetyka, …

14 Mechanizm korozji elektrochemicznej ` Roztwór elektrolityczny Metal Fe 2+ Fe Fe e Reakcja anodowa (utleniania metalu) powoduje polaryzację układu (metal zyskuje ładunek ujemny, a roztwór – dodatni), hamującą jej dalszy bieg e e

15 Mechanizm korozji elektrochemicznej Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal e e H +

16 Mechanizm korozji elektrochemicznej Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal e e H +

17 Mechanizm korozji elektrochemicznej Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal H2 H2 Reakcja katodowa (redukcja jonów wodorowych) powoduje depolaryzację (znika różnica ładunków) umożliwiając dalszy bieg reakcji anodowej (korozji) 2H + + 2e H 2

18 Fe Fe ereakcja anodowa 2H + + 2e H 2 reakcja katodowa Korozja z depolaryzacją wodorową) Korozji z depolaryzacją wodorową ulegają zwłaszcza metale aktywne w roztworach kwaśnych, np. Zn w roztworze HCl

19 Metal Roztwór korozyjny Potencjał korozyjny e reakcja anodowa:Fe Fe e reakcja katodowa:2H + + 2e H 2 Przy potencjale korozyjnym obie reakcje zachodzą z równą szybkością (prąd sumaryczny równy zeru). e

20 Mechanizm korozji elektrochemicznej Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal e e O2 O2 Inna reakcja depolaryzacji (zabierająca elektrony z metalu)

21 Mechanizm korozji elektrochemicznej Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal e e O2 O2

22 Mechanizm korozji elektrochemicznej Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal Reakcja katodowa (redukcja tlenu) powoduje depolaryzację umożliwiając dalszy bieg reakcji anodowej (korozji) ½O 2 + H 2 O + 2e 2OH - OH -

23 Fe Fe e reakcja anodowa ½O 2 + H 2 O + 2e 2OH - reakcja katodowa Korozja z depolaryzacją tlenową) Korozja z depolaryzacją tlenową zachodzi w środowiskach natlenionych (napowietrzonych): atmosfera, gleba.

24 Reakcja anodowa: roztwarzania metalu Roztwór elektrolityczny Fe 2+ Metal e e Fe Fe e

25 Reakcja anodowa: inna możliwość Roztwór elektrolityczny Metal Fe 2 O 3 e e e ee e 2Fe + 3H 2 O Fe 2 O 3 + 6H + + 6e Roztwór elektrolityczny

26 Reakcja anodowa: inna możliwość Roztwór elektrolityczny Fe 2 O 3 Fe H2OH2OH2OH2O warstwa pasywna Dalsza reakcja anodowa utrudniona, bo tlenek na powierzchni utrudnia dostęp wody

27 Reakcja anodowa: pasywacja Roztwór elektrolityczny Fe 2 O 3 warstwa pasywna Taki stan metalu to pasywność = nieznaczna szybkość reakcji anodowej

28 Gdy warstwa tlenkowa / wodorotlenkowa jest: trudnorozpuszczalna, szczelna, przyczepna do podłoża Takie warstwy są bardzo cienkie i hamują korozję. Pasywność metali Pasywność wykazują m.in. stopy Fe (SONK), Cr, Ni, Ti, Al zwłaszcza w roztworach utleniających. Pasywacja jest utrudniona, gdy: roztwór zawiera jony chlorkowe, metal zawiera wydzielenia niemetaliczne (siarczki).

29 Gdy warstwa tlenkowa / wodorotlenkowa jest: trudnorozpuszczalna, szczelna, przyczepna do podłoża Takie warstwy są bardzo cienkie i hamują korozję. Pasywność metali Porowate, słabo przyczepne warstwy tlenkowe są grube i w małym stopniu hamują korozję metalu, a mogą je nawet przyspieszać (to nie są warstwy pasywne!)

30 utlenianie metalu do jonu: Fe Fe e szybka reakcja Reakcje anodowe: utlenianie metalu do tlenku: 2Fe + 3H 2 O Fe 2 O 3 + 6H + + 6e nieznaczna szybkość reakcji, jeśli powstaje warstwa pasywna

31 Analiza układów korozyjnych metal – roztwór korozyjny: W jakich warunkach wystąpi korozja? W jakich warunkach występuje pasywność metalu? Przebieg reakcji korozji elektrochemicznej zależy od potencjału metalu w roztworze korozyjnych (E) i składu tego roztworu (m.in. pH). Wykresy E - pH

32 Wykres E – pH dla Fe

33 Warunki odporności, korozji i teoretycznej pasywności dla Fe

34

35 Obszary na wykresach E-pH: odporności metalu (trwały atom metalu: Fe) korozji (trwałe jony metalu) korozji wodorowej / tlenowej (rodzaj reakcji katodowej) teoretycznej pasywności (trwałe tlenki / wodorotlenki metalu) Wstępna analiza, bo liczne założenia i uproszczenia Konieczność weryfikacji eksperymentalnej

36 Wykres E-pH dla Na Korozja z depolaryzacją wodorową i tlenową, produkt: Na +

37 Wykres E-pH dla Cu Korozja: produkty: Cu 2+ (pH: 0 - 7), CuO 2 2- (pH: ) możliwa pasywność w roztworach słabozasadowych: Cu 2 O, CuO

38 E-pH dla Au Wykres E-pH dla Au Odporność: niemożliwa korozja w roztworach wodnych

39 Wykres E-pH dla Ta Możliwa odporność na korozję w wyniku pasywacji: Ta 2 O 5

40 Wykres E-pH dla Mg Korozja w roztworach kwaśnych i obojętnych: Mg 2+, możliwa pasywność w roztworach zasadowych: Mg(OH) 2

41 Wykres E-pH dla Zn Korozja w roztworach kwaśnych i obojętnych: Zn 2+ oraz silnie zasadowych: HZnO 2 - możliwa pasywność w roztworach słabo zasadowych: Zn(OH) 2

42 Pasywność w roztworach kwaśnych: WO 2, WO 3, korozja w obojętnych i zasadowych : WO 4 2- Wykres E-pH dla W


Pobierz ppt "Korozja to fizykochemiczne oddziaływanie między środowiskiem i metalem, w którego wyniku powstają zmiany we właściwościach metalu, które mogą prowadzić"

Podobne prezentacje


Reklamy Google