Korozja chemiczna i elektrochemiczna
Zapobieganie korozji
Chemia z elementami 1
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja chemiczna i elektrochemiczna. Zapobieganie korozji
KorozjÄ… nazywa siÄ™ proces niszczenia
(degradacji) materiałów w wyniku reakcji
chemicznej lub elektrochemicznej, które
przebiegają na granicy kontaktu materiału
z otaczającym środowiskiem.
Terminem korozja określa się głównie
niszczenie metali. Często również niszczenie
materiałów niemetalicznych, np.: materiałów
budowlanych, drewna, tworzyw sztucznych,
spowodowane działaniem otaczającego
środowiska nazywa się korozją.
Korozja metali, w zależności od mechanizmu
procesu, dzieli siÄ™ na chemicznÄ…
i elektrochemicznÄ….
Chemia z elementami 2
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja chemiczna i elektrochemiczna. Zapobieganie korozji
Korozja chemiczna jest wynikiem reakcji
chemicznych, przebiegajÄ…cych na
granicy faz metal środowisko.
Ulegają jej metale w obecności
agresywnych gazów (np. żelazo lub
aluminium w obecności fluorowców) lub
cieczy nie będących elektrolitami (np.
aluminium w tetrachlorku węgla).
Chemia z elementami 3
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja chemiczna i elektrochemiczna. Zapobieganie korozji
Korozja elektrochemiczna jest procesem,
któremu towarzyszy przepływ ładunków
elektrycznych przez granicÄ™ faz metal elektrolit
(np. korozję metali w roztworach kwasów, soli).
Przepływ ładunków elektrycznych jest
wynikiem działania mikro- lub makroogniw
galwanicznych na granicy faz metal elektrolit.
Ogniwa takie tworzÄ… siÄ™ wskutek
niejednorodności powierzchni metalu (np.
niejednorodność składu chemicznego, defekty
strukturalne) bÄ…dz
niejednorodności
występujących w elektrolicie (np. różnice
w składzie elektrolitu, różne stężenie tlenu).
Chemia z elementami 4
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja chemiczna i elektrochemiczna. Zapobieganie korozji
W miejscach będących lokalnymi półogniwami
o ładunku ujemnym następuje przejście atomów
metalu M do elektrolitu w postaci jonów Mn+
z jednoczesnym oddaniem n elektronów e :
M Mn+ + ne
W miejscach będących lokalnymi półogniwami
o ładunku dodatnim zachodzi proces, w którym
uwolnione elektrony sÄ… pobierane przez
depolaryzator, najczęściej tlen rozpuszczony
w elektrolicie (depolaryzacja tlenowa) lub jony
wodorowe (depolaryzacja wodorowa).
Odpowiednie schematy reakcji biegnÄ…cych
w tych półogniwach są następujące:

O2 + 4e + 2H2O 4OH
2H+ + 2e H2
Chemia z elementami 5
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja chemiczna i elektrochemiczna. Zapobieganie korozji
Rozróżnia się korozję równomierną oraz korozję
lokalną (plamową, wżerową, międzykrystaliczną,
śródkrystaliczną).
Szybkość korozji równomiernej określa się
ubytkiem masy metalu z jednostkowej
powierzchni, w jednostkowym czasie i wyraża
w g/(cm2 ·godz.) lub gruboÅ›ciÄ… warstwy
skorodowanej w jednostce czasu  mm/rok.
Miarą korozji lokalnej są rozmiary i gęstość
rozmieszczenia ognisk korozji. MiarÄ… korozji
międzykrystalicznej i śródkrystalicznej mogą
być np. zmiany wytrzymałości lub przewodności
elektrycznej metalu.
Chemia z elementami 6
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja chemiczna i elektrochemiczna. Zapobieganie korozji
Ze względu na charakter fizykochemiczny środowiska
rozróżnia się korozję:
Øð gazowÄ…,
Øð korozjÄ™ w elektrolitach,
Øð korozjÄ™ w nieelektrolitach,
Øð korozjÄ™ atmosferycznÄ…,
Øð korozjÄ™ biologicznÄ…, zw. biokorozjÄ… (np. w wodzie
morskiej.),
Øð korozjÄ™ w glebie.
Szybkość korozji (jak każdej reakcji) zależy m.in. od
temperatury, wilgotności powietrza, zanieczyszczenia
środowiska, stężenia czynnika agresywnego.
Proces korozji może zachodzić również w wyniku
jednoczesnego działania środowiska i innych
czynników, np. naprężenia (korozja naprężeniowa),
prądów błądzących.
Chemia z elementami 7
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja
elektrochemiczna
stali
Reakcja utleniania metalu:
Reakcje redukcji jonu wodorowego lub tlenu:
Chemia z elementami 8
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja elektrochemiczna stali
Korozja stali bez dostępu tlenu
Korozja stali na powietrzu (z udziałem tlenu)
W obecności tlenu korozja elektrochemiczna przebiega 100 razy
Chemia z elementami 9
szybciej
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja elektrochemiczna stali
Skutki korozji elektrochemicznej prętów zbrojeniowych
w wodzie morskiej
Chemia z elementami 10
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Korozja elektrochemiczna
Skutki korozji elektrochemicznej rury stalowej i prętów
zbrojeniowych w wodzie morskiej
Chemia z elementami 11
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Zapobieganie korozji
Stosuje się kilka sposobów zabezpieczania metali przed
korozjÄ…:
" 1) odizolowanie metalu od środowiska korozyjnego
przez zastosowanie powłok ochronnych, tzw.
środków ochrony czasowej (np. warstwy farb
organicznych lub nieorganicznych, opakowania
ochronne, pasywacja);
" 2) zmniejszenie aktywności środowiska korozyjnego
przez usunięcie depolaryzatora lub wprowadzenie
substancji hamujących korozję  tzw. inhibitorów;
" 3) zabezpieczenie przed korozjÄ… metodami
elektrochemicznymi, polegajÄ…cymi na nadaniu
chronionemu metalowi potencjału ujemnego
utrudniającego przejście metalu w postaci kationów
do roztworu.
Chemia z elementami 12
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Zapobieganie korozji
PASYWACJA - proces chemiczny lub
elektrochemiczny, powodujący zwiększenie
odporności korozyjnej metalu przez wytworzenie na
jego powierzchni bardzo cienkiej (ale szczelnej
i dobrze związanej z podłożem) warstewki tlenków lub
soli. Wytworzenie tej warstewki powoduje zmianÄ™
potencjału elektrycznego metalu. Pasywacja
niektórych metali, np. chromu, niklu, aluminium,
zachodzi samorzutnie (samopasywacja) pod
działaniem tlenu zawartego w powietrzu. Zwykle
jednak pasywacjÄ™ przeprowadza siÄ™ w kÄ…pielach
utleniajÄ…cych (oksydowanie).
Wprowadzenie do żelaza określonej ilości metalu
samopasywującego się zwiększa zdolność
powstałego stopu do pasywacji, dlatego np. stosuje
siÄ™ chrom i nikiel jako dodatki do stali nierdzewnych.
Chemia z elementami 13
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Zapobieganie korozji
INHIBITOR KOROZJI - substancja, która dodana
w niewielkiej ilości do środowiska reakcji chemicznej
powoduje zmniejszenie szybkości lub niekiedy
całkowite zatrzymanie biegu reakcji.
Działanie inhibitorów polega najczęściej na zwiększeniu
energii aktywacji reakcji chemicznej
(elektrochemicznej) lub zablokowaniu mechanizmów
transportu masy.
Inhibitory są często stosowane w praktyce, np.
inhibitory dodawane do polimerów zapobiegają
dalszej ich polimeryzacji, inhibitory starzenia gumy
przeciwdziałają jej utlenianiu, tzw. inhibitory korozji
chronią metale przed niszczącym działaniem
środowiska.
Chemia z elementami 14
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Zapobieganie korozji
Ochrona elektrochemiczna
OchronÄ™ elektrochemicznÄ… osiÄ…ga siÄ™ w wyniku
polaryzacji katodowej, przez włączenie metalu
chronionego jako katody (elektroda ujemna) w obwód
zewnętrznego z
ródła prądu (ochrona katodowa) lub
przez połączenie chronionego metalu z metalem mniej
szlachetnym Zn, Mg, Al. (ochrona protektorowa).
Obydwa rodzaje ochrony mają duże znaczenie
w zabezpieczaniu przed korozją rurociągów,
kadłubów okrętów, zbiorników, mostów, budynków
stalowych.
W przypadku metalu ulegającego pasywacji można
chroniony metal włączyć jako anodę (elektrodę
dodatnią) w obwód zewnętrznego z
ródła prądu
(ochrona anodowa).
Chemia z elementami 15
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key
Zapobieganie korozji elektrochemicznej
Mechanizm ochronnego działania cynku
Gdy element stalowy znajduje siÄ™ w kontakcie z cynkiem lub magnezem najpierw
rozpuszcza się cynk (magnez) nadając ujemny potencjał elementowi stalowemu.
Ujemny potencjał stali zapobiega przechodzeniu jonów żelaza do roztworu,
a tym samym zapobiega korozji stali.
Chemia z elementami 16
chemii fizycznej
Click here to get your free novaPDF Lite registration key