Korozja metali

Definicja korozji Terminem korozja 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.

Pojęcie korozji chemicznej Korozja chemiczna polega na bezpośredniej reakcji metalu z czynnikiem wywołującym korozję, na przykład z tlenem z powietrza. Np.: 2Fe + 2 H2O + O2  2Fe(OH) 2 Wodorotlenek żelaza (II) utlenia się dalej do wodorotlenku żelaza (III). Wodorotlenki przechodzą stopniowo w tlenki lub węglany.

Pojęcie korozji elektrochemicznej Korozja elektrochemiczna jest wynikiem działania lokalnych ogniw galwanicznych tworzących się na powierzchni metalu w momencie zetknięcia z elektrolitem. Jeśli miedzianą blachę przybijemy stalowymi gwoździami, to na ich styku powstanie ogniwo. Żelazo zadziała jak anoda, a miedz jak katoda. Żelazo ulegnie zaawansowanej korozji. Reakcja anodowa: Fe  Fe2+ + 2 elektrony

Stal jest stopem żelaza węgla i innych substancji Stal jest stopem żelaza węgla i innych substancji. Na jej powierzchni znajdują się „wyspy” ziaren grafitu, kryształów metalu lub węglika żelaza. Wyspy pełnia rolę katody w procesie korozji.

Czynniki przyspieszające korozję Wilgoć Brak warstwy ochronnej Stykanie się dwóch różnych metali, różnica potencjałów wywołuje korozję. Wadliwe wykonanie elementów metalowych

Metody zapobiegania korozji Protektory Powłoki anodowe Powłoki katodowe

Protektory Są to duże płytki, lub sztaby metalu przytwierdzone do elementów metalowych. Protektorem zawsze jest metal aktywniejszy od ochranianego elementu. Do ochrony stalowych elementów zwykle używa się protektorów cynkowych. Najczęściej stosowane są do ochrony kadłubów łodzi rybackich.

Powłoki anodowe Powłoki anodowe są wykonane z metali o bardziej ujemnym potencjale elektrochemicznym 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.

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.

Straty gospodarcze spowodowane korozją Jest to bardzo duży problem gospodarczy, powodowane przez nią straty szacuje się na 3-5% PKB w krajach gospodarczo rozwiniętych, Korozję można przede wszystkim podzielić na korozję chemiczną i elektrochemiczną. Szacuje się, że niemal połowa wyprodukowanej w latach 1890-1923 stali (ok. 1800 mln ton) uległa zniszczeniu przez korozję.