Korozja elektrochemiczna

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Zanieczyszczenia powietrza.
Advertisements

KOROZJA METALI.
INSTRUKCJA ALARMOWANIA
KWASY Kwas chlorowodorowy , kwas siarkowodorowy , kwas siarkowy ( IV ), kwas siarkowy ( VI ), kwas azotowy ( V ), kwas fosforowy ( V ), kwas węglowy.
Sole Np.: siarczany (VI) , chlorki , siarczki, azotany (V), węglany, fosforany (V), siarczany (IV).
Korozja M. Szymański.
EN ISO 8044:1999 Korozja metali i stopów – Podstawowa terminologia i definicje Korozja to fizykochemiczne oddziaływanie między środowiskiem i metalem,
Podstawy ochrony przed korozja
Korozja.
Autorzy : Jakub Horn, Paweł Rogalski, Jakub Wojciechowski
Przygotował Wiktor Staszewski
DYSOCJACJA KWASÓW.
DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły:
Chrom.
Promotor: Wykonał: dr inż. Ryszard Machnik Tomasz Grabowski
KOŁO EKOLOGICZNE KLAS III SZKOŁY PODSTAWOWEJ NR 2 W BRODNICY
CNT/PANI/KIn[Fe(CN)6], CNT/PANI/K2Cu[Fe(CN)6], CNT/PANI/K2Ni[Fe(CN)6].
Elektrochemiczne właściwości metalicznego renu
Metale i stopy metali.
Monitorowanie korozji
Obszary korozyjne (anodowe)
Powłoki ochronne i dekoracyjne
SYSTEMATYKA SUBSTANCJI
Właściwości mechaniczne materiałów
Utrzymanie i remonty konstrukcji stalowych
Zanieczyszczenia środowiska naturalnego
Chrom Klaudia Laks, 1bL Duże Koło Chemiczne, Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu (2012/2013)
POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO
Doświadczenie: Wpływ kreta , sody oczyszczonej , octu , wody i soli kuchennej na proces utleniania żelaza Żelazo jest bardzo rozpowszechnionym pierwiastkiem.
POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA
Wykonał: Kamil Kuraśkiewicz klasa 1e – 2011/2012
AGH-WIMiR, wykład z chemii ogólnej
Zagrożenia cywilizacyjne: dziura ozonowa, efekt cieplarniany, zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby, kwaśne deszcze. Grzegorz Wach kl. IV TAK.
METALE NIEŻELAZNE I ICH STOPY
Zagrożenia Planety Ziemi
Kwaśne deszcze.
Źródła i rodzaje zanieczyszczeń powietrza
Ziemia – planeta ludzi.
KWASY NIEORGANICZNE POZIOM PONADPODSTAWOWY Opracowanie
ZANIECZYSZCZENIE ŚRODOWISKA
ZANIECZYSZCZENIE GLEBY
Wędrówka jonów w roztworach wodnych
Przewodniki, półprzewodniki i izolatory prądu elektrycznego
PODSTAWY KOROZJI ELEKTROCHEMICZNEJ
Materiały i uzbrojenie sieci wodociągowej
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI
Niekorzystne zjawiska związane z zanieczyszczeniem atmosfery
WODA Maja Janiszewska kl. VI c, SP-45.
Kwaśne deszcze Autor: Krzysztof Wójt, IId G.
Berylowce - Ogólna charakterystyka berylowców Właściwości berylowców
Korozja -Korozja chemiczna, Korozja elektrochemiczna,
Przemiana chemiczna to taka przemiana, w wyniku której z kilku (najczęściej dwóch) substancji powstaje jedna nowa lub dwie nowe substancje o odmiennych.
Blok I: PODSTAWY TECHNIKI
Dlaczego niektóre metale ulegają niszczeniu – korozji?
Stany skupienia wody.
KOROZJA I SPOSOBY ZAPOBIEGANIA
Klasyfikacja półogniw i ogniwa
Korozja metali.
(Mg, łac. magnesium) po raz pierwszy został uznany za pierwiastek przez Josepha Blacka, zaś wyodrębniony w formie czystej w 1808 roku przez Humphry’a.
Węglowce – cyna i ołów Cyna i jej właściwości oraz związki
Żelazo i jego związki.
Magnez i jego związki Właściwości fizyczne magnezu
Zjawisko korozji w technice i sposoby zabezpieczenia Przygotował: Jakub Mrugalski 8244.
Lutowanie twarde - prezentacja
Węglowce – cyna i ołów Cyna i jej właściwości oraz związki
Fizyka a ekologia.
Filip Marszałek Marek Koczański IIIC.
Podstawy elektrochemii i korozji
RODZAJE, OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ATMOSFERA - to powłoka otaczająca Ziemię, składająca się z mieszaniny gazów tworzących powietrze. Atmosfera jest zbudowana warstwowo.
Zapis prezentacji:

Korozja elektrochemiczna KOROZJA METALI DEFINICJA KOROZJI Cechy korozji KOROZJA METALI (RDZA) RODZAJE KOROZJI Korozja elektrochemiczna Korozja chemiczna I inne... SPOSOBY ZAPOBIEGANIA KOROZJI Definicja Cechy Rdza Rodzaje Sposoby

DEFINICJA KOROZJI Terminem korozja (łac. corrosio – zżeranie) określa się zjawisko niszczenia materiałów pod wpływem działania otaczającego je środowiska (atmosfery, opadów, wód), jak i czynników technologicznych uwalnianych do atmosfery w wyniku działalności człowieka. Są nimi tlenki siarki, azotu, dwutlenek węgla, kurz, itp. oraz wszelkiego rodzaju chemikalia. Najczęściej zjawisko korozji odnosimy do metali i ich stopów, jednakże dotyczy ono również tworzyw niemetalowych, takich jak beton, materiały ceramiczne, tworzywa sztuczne, itp.

CECHY KOROZJI Korozja metali najczęściej objawia się poprzez powierzchniowe ubytki metalu (plamy i wżery), bądź przez obniżenie wytrzymałości metali. Najczęściej szybkość korozji określa się przez ubytek masy próbki metalu pod wpływem działania czynnika korodującego na jednostkę powierzchni i czasu.

KOROZJA METALI (RDZA) Proces korozji metali jest nazywany rdzewieniem. Produktem rdzewienia jest rdza, która okazuje się jest uwodnionym tlenkiem żelaza (III) o przybliżonym wzorze 2Fe2O3*3H2O. Zauważono, że żelazo nie rdzewieje w suchym powietrzu i wodzie pozbawionej całkowicie tlenu a natomiast proces ten pojawia się, kiedy w wodzie pojawi się tlen a ulega przyspieszeniu w obecności kwasów, naprężeń w metalu, przy styczności z metalem mniej aktywnym oraz w obecności samej rdzy. Badania nad korozją wykazały, że najczęściej przebiega ona według mechanizmu elektrochemicznego i chemicznego. Stąd zależności od czynników wywołujących korozję, warunków i przebiegu procesu korozyjnego, występują różne rodzaje korozji.

RODZAJE KOROZJI Korozja elektrochemiczna Korozja chemiczna Korozja lokalna Korozja ogólna Korozja z depolaryzacją tlenową Korozja atmosferyczna Korozja naprężeniowa Korozja zmęczeniowa Korozja cierna Korozja szczelinowa Korozja wysokotemperaturowa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Korozja elektrochemiczna Korozja elektrochemiczna jest najbardziej powszechnym rodzajem korozji. Korozja elektrochemiczna powstaje wskutek działania krótko zwartych ogniw na styku metalu z elektrolitem. Ogniwa te powstają w rezultacie niejednorodności chemicznej (lub fizycznej) metalu np. na styku różnych metali, bądź wskutek niejednorodności krystalicznej w strukturze metalu.

2. Korozja chemiczna Korozja chemiczna metali następuje w wyniku działania suchych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu elektrycznego. Przykładem korozji chemicznej może być działanie tlenu na metale w podwyższonej temperaturze w rezultacie którego na powierzchni metalu powstaje warstwa tlenku. Utlenianie metalu do jego tlenków nie zawsze jest procesem szkodliwym. Jeżeli warstwa tlenku jest dostatecznie zwarta i mocno związana z powierzchnią metalu, chroni ona (pasywuje) metal przed dalszym utlenianiem.

3. KOROZJA LOKALNA Jeżeli korozja metalu w środowisku wodnym zachodzi nierównomiernie, to obszary katodowe i anodowe występujących ogniw korozyjnych można wyróżnić bądź gołym okiem, bądź pod mikroskopem.

4. Korozja ogólna Przy bardzo małych rozmiarach ogniw metal ulega korozji równomiernej, w której na całej powierzchni występują miejsca anodowe i katodowe zmieniając w czasie swoje położenie. Jeżeli produkty korozji nie przechodzą do roztworu, to wydzielają się równomierne na całej powierzchni metalu. Korozja elektrochemiczna ogólna prowadzi do zniszczeń równomiernych. Potencjał katody jest równomierny potencjałowi anody i dalej potencjałowi korozyjnemu. Korozję elektrochemiczną lokalną charakteryzują anody oddzielone od katod. Powierzchnia anody jest przy tym dużo mniejsza od powierzchni katody, a potencjał anody - niższy od potencjału katodowego. Produkty korozji nie chronią przed dalszą korozją, po przekroczeniu iloczynu rozpuszczalności wytrącają się i odkładają pomiędzy anodą i katodą.

5. Korozja z depolaryzacją tlenową Korozja metali w wodzie i roztworach obojętnych jest bardziej powszechna niż w środowiskach kwaśnych. W procesie anodowym występuje polaryzacja aktywacyjna, w procesie katodowym redukcji tlenu występuje polaryzacja stężeniowa związana z ograniczoną rozpuszczalnością tlenu w środowisku wodnym. O szybkości procesu korozji będzie decydować graniczna gęstość prądu katodowej redukcji tlenu, która zależy od stężenia tlenu. Szybkość ogólnej korozji różnych stali w wodzie jest uzależniona od szybkości dyfuzji tlenu do ich powierzchni. Wielkość polaryzacji anodowej w pewnym zakresie nie ma znaczenia, decyduje wielkość prądu granicznego redukcji tlenu.

6. Korozja atmosferyczna Korozja atmosferyczna jest przykładem korozji elektrochemicznej. Szybkość jej jest uzależniona od zawartości wilgoci oraz zanieczyszczeń w powietrzu i na metalu. Przyjmuje się, że zjawisko korozji atmosferycznej ma miejsce w atmosferze o wilgotności względnej powyżej 70%, gdyż wtedy może nastąpić kondensacja pary wodnej na powierzchni metalu. Duże znaczenie ma również strefa klimatyczna, a także mikroklimat występujący w obrębie tych stref. Korozję atmosferyczną przyspieszają zanieczyszczenia atmosfery, np. SO2, które zwiększa ją przewodnictwo skondensowanej na powierzchni metalu pary wodnej. Dalszym czynnikiem przyspieszającym korozję są zanieczyszczenia stałe osadzające się na metalu, a szczególnie sadze i pył węglowy, które intensyfikują proces katodowej redukcji tlenu.

7. Korozja naprężeniowa Zachodzi w przypadku współdziałania czynników elektrochemicznych z naprężeniami mechanicznymi. Korozja tego typu, związana z dyslokacjami w metalu, może objawiać się jako pękanie międzykrystaliczne lub śródkrystaliczne.

8. Korozja zmęczeniowa Zachodząca przy cyklicznych naprężeniach metalu w środowisku agresywnym, objawiająca się pękaniem określonych miejsc konstrukcji, zwłaszcza w kotłach parowych i środowisku wody morskiej.

9. Korozja cierna Zachodząca na powierzchniach granicznych dwu ściśle dopasowanych płaszczyzn metali, które ulegają drganiom lub przesunięciom oscylacyjnym.

10. Korozja szczelinowa Która objawia się w szczelinie między metalami o niedostatecznym dostępie powietrza i tlenu, co uniemożliwia samo-odnawianie się warstewki tlenkowej na stali i stopach aluminium.

11. Korozja wysokotemperaturowa Która jest chemicznym procesem utleniania metali w różnego typu spalinach lub środowiskach zawierających siarkę, siarkowodór lub chlorowce. Objawia się ona zniszczeniem metalu i zmianą wytrzymałości mechanicznej.

SPOSOBY ZAPOBIEGANIA KOROZJI Ze względu na ogromne straty, jakie ponosi gospodarka wskutek korozji, opracowano wiele metod zapobiegania a przynajmniej hamowania tego niepożądanego zjawiska. Do najważniejszych metod ochrony antykorozyjnej można zaliczyć: INHIBITORY KOROZJI OCHRONA KATODOWA POWŁOKI OCHRONNE: POWŁOKI KATODOWE POWŁOKI ANODOWE NIEMETALICZNE POWŁOKI OCHRONNE 1 2 3 * ** 4

INHIBITORY KOROZJI Znacznie można obniżyć działanie korodujące niektórych czynników przez zastosowanie inhibitorów (opóźniaczy) korozji. Inhibitory tworzą zwykle na powierzchni metalu warstewki ochronne hamujące szybkość korozji. Dla korozji w środowisku alkalicznym jako inhibitory korozji stosowane są sole cyny, arsenu, niklu i magnezu, zaś w środowisku kwaśnym: krochmal, klej lub białko.

OCHRONA KATODOWA Zabezpieczenie przed korozją elektrochemiczną stanowi tak zwana ochrona katodowa. Ochrona katodowa polega na połączeniu chronionej konstrukcji z metalem mniej szlachetnym, tworzącym anodę (protektor) ogniwa, natomiast katodą jest obiekt chroniony. Połączenie takiej anody z konstrukcją chronioną wykonuje się przez bezpośredni styk ( tzw. powłoki anodowe) lub za pomocą przewodnika. Za pomocą protektorów chroni się przed korozją duże obiekty stalowe, takie jak kadłuby statków, rurociągi i podziemne zbiorniki. Protektorami są blachy lub sztaby wykonane z metali aktywnych jak: cynk, magnez lub glin, połączone przewodami z obiektem chronionym. W utworzonym w ten sposób ogniwie anodą jest protektor, który ulega korozji. Po zużyciu protektory wymienia się na nowe. Identyczny efekt daje zastąpienie cynku złomem stalowym połączonym z dodatnim biegunem prądu stałego, podczas gdy chroniona konstrukcja połączona jest z biegunem ujemnym.

POWŁOKI OCHRONNE Ochrona przed korozją za pomocą powłok ochronnych. Powszechnie stosowanymi powłokami ochronnymi są: - powłoki nieorganiczne: metalowe i niemetalowe - powłoki organiczne: farby, lakiery, tworzywa sztuczne, smoła i smary. Powłoki metalowe wytwarzane na skalę przemysłową dzielimy na dwie grupy: powłoki anodowe i katodowe.

POWŁOKI KATODOWE Powłoki katodowe są wykonane z metali bardziej szlachetnych niż metal chroniony. Przykładem powłok katodowych są np. powłoki z miedzi, niklu, chromu, cyny lub srebra. Powłoka katodowa jest skuteczna tylko wówczas, kiedy cała powierzchnia stalowa jest nią szczelnie pokryta. Po utworzeniu szczeliny powstaje mikroogniwo w którym żelazo jest anodą i ono ulega rozpuszczeniu, co przyspiesza korozję, a metal szlachetny staje się katodą ogniwa. W rezultacie uszkodzenia powłoki katodowej szybkość korozji w miejscu uszkodzenia jest większa niż w przypadku braku powłoki katodowej.

POWŁOKI ANODOWE Powłoki anodowe są wykonane z metali o bardziej ujemnym potencjale elektrochemicznym (mniej szlachetnych) niż metal chroniony. Pokrywanie metali powłokami anodowymi zapewnia chronionemu metalowi ochronę katodową, gdyż powłoka z metalu mniej szlachetnego działa w charakterze anody jako protektor. Jako przykład powłok anodowych można wymienić cynk i kadm. Najważniejszym, praktycznym zastosowaniem powłok anodowych jest pokrywanie stali powłoką cynkową (blachy ocynkowane). W przypadku pokrywania powierzchni stalowych cynkiem w razie pojawienia się rysy lub szczeliny tworzy się ogniwo w którym katodą jest żelazo zaś anodą cynk. W tej sytuacji do roztworu przechodzą jony cynku a nie jony żelaza. Tak więc w przypadku pokrywania metali powłokami anodowymi, powłoka pokrywająca nie musi być idealnie szczelna.

NIEMETALICZNE POWŁOKI OCHRONNE Niemetaliczne powłoki ochronne wywoływane są na powierzchni metali przez wytworzenie na niej związku chemicznego w wyniku zabiegów chemicznych jak: - utlenianie mające na celu wytworzenie na chronionym metalu pasywnych warstewek tlenkowych - fosforanowanie za pomocą kwasu fosforowego - chromianowanie za pomocą mieszaniny kwasu chromowego i siarkowego w wyniku którego tworzą się powłoki chromianowe. Do niemetalicznych powłok ochronnych zalicza się również emalie szkliste.