plik

Korozja – proces najcz ciej rozumiany jako forma zu ycia
wywo ana reakcjami chemicznymi mi dzy cia ami sta ymi
(np.:metale, tw. sztuczne, beton) i medium (wywo uj cym
korozje) w postaci: gazu (np. powietrze, chlor), cieczy (np.:
kwa ny deszcz, olej , woda morska), rzadko w postaci innego
cia a sta ego.

Korozja dotyczy zarówno powierzchni smarowanych jak i
niesmarowanych.

W krajach rozwini tych przemys owo na zapobieganie i
likwidacj szkód wywo anych przez korozje przeznacza si do
4% PKB.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Niekiedy jako korozje przyjmuje si zespó zjawisk
zu yciowych takich jak reakcje chemiczne w po czeniu ze

cieraniem, adhezj , zm czeniem erozj .

Do tego wlicza si tak e oddzia ywanie organizmów ywych

- korozja biologiczna.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Procesy korozyjne metali wi

si z przep ywem adunku

elektrycznego, zwykle w obecno ci wilgoci.

Rodzaje korozji metali ró ni si mi dzy sob sposobem
inicjacji przep ywu adunku (korozja atmosferyczna, morska,
napr eniowa, mi dzykrystaliczna, …).

Korozja „sucha”, ”gazowa” zachodzi w gazach jest wyj tkiem
i przebiega w ma o intensywny sposób. Aktywuje si
przewa nie w wysokich temperaturach.
Cienka skorodowana warstwa powsta a w wyniku reakcji z
gazami jest barier pasywacyjn hamuj

post p procesu

korozji.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Mechanizm korozji w rodowisku kwa nym:

Etap 1: Z powierzchni katody wolne jony wodoru H

wychwytuj

elektrony zgodnie z reakcj 2e+2H

2H,

Etap 2: Elektrony przenikaj z anody do katody w wyniku tego jony
cynku Zn

przechodz do roztworu z powierzchni anody Zn Zn

+2e

Zwi kszone st enie jonów H

przyspiesza korozj .

Rol elektrolitu mo e spe nia wilgotne (powy ej 60%) powietrze
zawieraj ce gazy CO

, NO

, H

S, SO

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Uwolniony w etapie pierwszym wodór mo e powodowa korozj
„wodorow ” niektórych stopów metali. Atomy wodoru o niewielkich
rozmiarach przenikaj do sieci krystalicznej i tworz w jej wn trzu
cz steczki H

, co prowadzi do wywo ania napr

wewn trznych i

krucho ci.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Przep yw adunku w obwodzie korozyjnym:

Anod tworzy metal bardziej elektroujemny ni katoda.
Np. ogniwo Fe-katoda, Zn –anoda lub Cu – katoda, Fe –anoda. Anody i
katody w obr bie jednej bry y metalicznej tworz :
- granice struktur np.: ferryt-cementyt ( grafit ods aniaj cy si
podczas korozji chroni elazo przed dost pem jonów wodoru – eliwo
koroduje umiarkowanie ),
- obszary o ró nym stopniu umocnienia,
- zanieczyszczenia metaliczne i niemetaliczne.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

W procesie korozji metali w rodowiskach oboj tnych (woda) lub
zasadowych w reakcji katodowej wyst puje tlen: 2e+ ½O

W roztworach izolowanych od dost pu tlenu proces korozji ustaje
po wyczerpaniu zapasu tlenu w roztworze.

Woda morska jest uboga w tlen i jest lekko alkaliczna – elementy
maszyn znajduj ce si

boko ulegaj powolnej korozji, te

obmywane okresowo przez wod koroduj szybko.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Odczyn pH rodowiska – nat enie korozji

Im rodowisko jest bardziej kwa ne pH<7 tym bardziej jest
„agresywne” w stosunku do metali. Kwasy niszcz ochronn tlenków
powsta w wyniku pasywacji, ods aniaj c tym samym fizycznie czyst ,
aktywn chemicznie powierzchni metalu (stale nierdzewne i
kwasoodporne powlekaj si tlenkiem chromu który jest
nierozpuszczalny dla wi kszo ci kwasów).

Aktywne jony np.: H

,Cl

, SO

-2

przy pieszaj procesu korozyjne niszcz c

warstwy pasywacyjne lub wnikaj c w nieci

ci warstw

pasywacyjnych.

Uwolnione cz steczki wodoru reaguj z tlenem w wyniku czego
powstaje woda zwi kszaj c ”wilgotno ”.

rodowisko alkaliczne powoduje szybk korozj tylko niektórych metali

i stopów (np.:stopy aluminium).

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Dodawanie do paliwa metanolu i etanolu które s
higroskopijne stwarza ryzyko dostarczenia wody do silnika i
jego osprz tu. Wraz z wod przenikaj tlen i jony wodoru
powoduj ce w podwy szonej temperaturze korozj . Dodatki
te powoduj dodatkowo zmniejszenie warto ci opa owej
paliwa.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Zwi kszenie temperatury zwi ksza nat enie korozji

St enie kwasów i zasad – nat enie korozji

Kwasy i zasady silnie st one s mniej korozyjne ni kwasy i
zasady s abo st one. Dodatkowo st one kwasy i zasady dobrym

rodkiem smaruj cym.

Stal w obecno ci st onego kwasu np.: siarkowego lub azotowego
praktycznie nie koroduje.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Zu ycie tribio-chemiczne to proces niszczenia powierzchni w wyniku
powtarzaj cej si sekwencji:

korozja „sucha”

niszczenie mechaniczne

warstewki ochronnej

(pasywacji)

Niszczenie mechaniczne warstw korozyjnych mo e zachodzi w
wyniku procesów zu ywania: ciernego, erozji, kawitacji, adhezji.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

St enie kwasów i zasad –

nat enie korozji / nat enie zu ycia adhezyjnego

tworzenie okresowo niszczonych warstw pasywacyjnych

w w

ach ruchowych

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

St enie kwasów i zasad „R”–

nat enie korozji / nat enie zu ycia adhezyjnego

tworzenie okresowo niszczonych warstw pasywacyjnych

w w

ach ruchowych.

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

enie R_optimum kwa nych dodatków do olejów zapobiega

zu yciu adhezyjnemu przy jednoczesnym umiarkowanym zagro eniu korozj

Ochrona przed korozj :

1. ochrona katodowa – chronione elementy pod cza si do
ujemnego bieguna ród a pr du sta ego napi ciu do 2V, biegun
dodatni pod cza si do metalowej elektrody lub nierozpuszczalnej
elektrody grafitowej,

2.ochrona protektorowa - chronione elementy pod cza si do bloku
metalu bardziej elektroujemnego (anoda) ni metal chroniony
(katoda) (np.: chronony element ze stali pod cza si do bloku z
cynku, nak adanie pow ok cynkowych p omieniowo lub
galwanicznie). Po zanurzeniu w rodowisku agresywnym korozyjnie –
rozpu ci si anoda. Anody nale y okresowo wymienia – je li to
mo liwe.

3. metaliczne i niemetaliczne pow oki ochronne blokuj ce dost p
do powierzchni chronionej aktywnych jonów i tlenu (niklowanie,
miedziowanie, chromowanie, nak adanie pow ok polimerowych,..) –
pow oki metaliczne z metali odpornych na korozje po utracie
szczelno ci zwi kszaj nat enie procesu korozji staj c si katod .

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja

Ochrona przed korozj c.d.:

4. pasywacja „sztuczna” – anodowanie: zwi kszanie grubo ci
naturalnie wyst puj cych warstw tlenkowych w wyniku utleniania
metali w kwasach (fosforowym, chromowym, azotowym,…) stosuje
si powszechnie dla stopów lekkich.

5. stosowanie inhibitorów korozji blokuj cych dost p do
powierzchni chronionych aktywnych jonów.

6. modyfikacja struktury warstwy powierzchniowej – osadzanie
pow ok plazmowo, bombardowanie jonami fluoru, boru,…

Mechanizmy zu ywania - korozja

Rafa Talar

Eksploatacja