P

OLITECHNIKA 

G

DAŃSKA

 

 
 

K

ATEDRA TECHNOLOGII

 

 
 

Z

ABEZPIECZEŃ 

P

RZECIWKOROZYJNYCH

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

KOROZJA WŻEROWA 

 
 
 
 
 
 
 

ĆWICZENIE LABORATORYJNE

 

Z K

OROZJI 

METALI

 

N

R 

5 

 
 
 
 
 
 
 
 

S

TEFAN 

K

RAKOWIAK

 

G

DAŃSK 

1995 

 
 

KOROZJA WŻEROWA STALI ODPORNYCH NA KOROZJĘ 
 
1. WPROWADZENIE 
 

Korozja wżerowa jest uszkodzeniem występującym na ważnych z punktu widzenia 

technologicznego materiałach metalicznych. Jest zjawiskiem ubocznym pozytywnej 
właściwości metali jakim jest pasywność, której niektóre metale zawdzięczają wysoką 
odporność korozyjną w wielu, często agresywnych środowiskach. 

W różnych środowiskach, w szczególności w obecności jonów halogenkowych korozji 

wżerowej mogą ulegać stale węglowe niskostopowe, stale stopowe, stopy oparte na niklu, 
glin, tytan oraz wiele innych metali i stopów. 
Pomimo postępu jaki został zrobiony w dziedzinie badania korozji wżerowej (zastosowanie 
takich technik badawczych jak elipsometria, elektronowa spektroskopia Augera, 
rentgenowska fotospektroskopia) nie wszystkie aspekty tego zjawiska zostały wyjaśnione. 
 
2.  BADANIE KOROZJI WŻEROWEJ 
 

Do badania podatności materiałów metalicznych na korozję  wżerową stosuje się 

szereg metod badawczych, szczególnie stałoprądowych. Ze względu na specyficzny charakter 
zaatakowania nie stosuje się konwencjonalnych metod oceny ubytków wagowych. Do oceny 
zaatakowania stosuje się kilka parametrów, takich jak gęstość występowania wżerów, 
głębokość powstałych wżerów oraz średnica poszczególnych wżerów. 
 
2.1. Wpływ różnych czynników na rozwój korozji wżerowej 
 

Czynniki wpływające na podatność materiałów metalicznych na korozję  wżerową 

można podzielić zasadniczo na dwie grupy: 
 
1.   czynniki związane ze składem i strukturą materiału, 
2.   czynniki związane ze środowiskiem korozyjnym. 
 
Do pierwszej grupy należy zaliczyć przede wszystkim skład chemiczny stali stopowej. 
Stwierdzono, że odporność na korozję wżerową jest większa dla stopów o wyższej zawartości 
chromu, niklu, molibdenu oraz azotu. Niekorzystnie wpływa zawartość  węgla, szczególnie 
gdy stal wygrzewana jest w uczulającym zakresie temperatury sprzyjającym wydzielaniu się 
węglików na granicach ziaren. Zmniejszenie odporności na korozję  wżerową powodują 
również takie składniki jak siarka i selen. Duże znaczenie ma także jednorodność struktury 
stali stopowej oraz stan powierzchni. Ogólnie, prawdopodobieństwo wystąpienia korozji 
wżerowej na powierzchniach polerowanych jest znacznie mniejsze niż na szlifowanych lub 
nie poddawanych żadnej obróbce. 

Do drugiej grupy czynników należy zaliczyć skład roztworu stykającego się z 

materiałem metalicznym, pH i temperatura środowiska oraz szybkość przepływu roztworu. 
Należy zaznaczyć,  że niekorzystny wpływ na odporność na korozję  wżerową obok jonów 
chlorkowych mają również silne depolaryzatory takie jak: Fe

3+

, Cu

2+

, Hg

2+

. Obecność 

niektórych anionów działa inhibitująco na korozję  wżerową. Można je uszeregować w 
następujący sposób: 
 

OH

-

 > NO

3

-

 > CH

3

COO

-

 > SO

4

2-

 > ClO

4-

 

 

2

Przepływ elektrolitu działa na rozwój korozji wżerowej w różny sposób. Niektóre źródła 
podają, że szybki przepływ elektrolitu może nawet prowadzić do wyeliminowania problemu 
korozji wżerowej, inne natomiast podają,  że ze wzrostem szybkości elektrolitu zmienia się 
przede wszystkim charakter zaatakowania. Przy małych szybkościach przepływu tworzy się 
mniejsza ilość, ale większych wżerów. Przy zwiększaniu szybkości przepływu zmniejsza się 
wielkość tworzących się wżerów, ale zwiększa ich gęstość. 
 
2.2. Ocena odporności stali stopowych na korozje wżerową 
 

W celu umożliwienia porównania odporności stali stopowych i niektórych rodzajów 

stopów na korozję  wżerową wprowadzono pojęcie współczynnika odporności na korozję 
wżerową (PRE - Pitting Resistant Equivalent). Wartość tego współczynnika związana jest 
ściśle ze składem stopu, a przede wszystkim z zawartością składników wpływających na 
odporność na korozję wżerową (chrom, molibden, azot). Współczynnik odporności na korozję 
wżerową oblicza się wg wzoru: 
 

PRE = %Cr + 3.3*%Mo + 30*%N, 

 
Na podstawie wartości tego współczynnika można przewidywać odporność stali stopowych i 
stopów na korozję wżerową. Należy jednak pamiętać, że rozwój korozji wżerowej jest ściśle 
związany ze składem środowiska    korozyjnego    oraz   obecnością   w    stopie    składników 
niekorzystnie   wpływających   na   odporność   na   korozję   wżerową, np. węgla. 
 
2.3. Wyznaczenie potencjałów charakterystycznych korozji wżerowej 
 

W zależności od stosowanych technik badawczych wyróżnia się kilka wielkości 

potencjałowych, charakteryzujących korozję  wżerową. Stosując metodę polaryzacji 
cyklicznej wyodrębniono potencjały, które przedstawiono na rysunku poniżej: 

 

Potencjały charakterystyczne korozji wżerowej 

 

Rys. 1. Potencjały charakterystyczne korozji wżerowej 
 
1. E

kor

 -potencjał korozyjny badanej stali, 

2. E

cp

 -potencjał ochronny lub krytyczny potencjał korozji wżerowej, poniżej którego 

korozja wżerowa nie występuje, a powyżej tej wartości, w obszarze pomiędzy 
potencjałami 2 - 4 istniejące wżery mogą się rozwijać, 

3. E

rp

 - potencjał powstawania wżerów nietrwałych ulegających repasywacji, 

4. E

np

 - potencjał korozji wżerowej lub potencjał nukleacji wżerów, tzn., potencjał powyżej 

którego powstają i rozwijają się trwałe wżery, poniżej tego potencjału nowe wżery 
nie powstają. 

 

 

3

3. ZAPOBIEGANIE I HAMOWANIE KOROZJI WŻEROWEJ STALI ODPORNYCH 

NA KOROZJĘ 

 

 
Istnieją trzy główne metody zapobiegania hamowania korozji wżerowej stali 

odpornych na korozję. Są to: 

 

1.  modyfikacja  środowiska korozyjnego, poprzez dodawanie substancji mających 

właściwości inhibitowania korozji wżerowej 

2.  projektowanie składu stali stopowych i stopów do zastosowania w konkretnych 

warunkach korozyjnych 

3.  ochrona elektrochemiczna stali stopowych, polegająca na utrzymywaniu potencjału 

konstrukcji w „bezpiecznym" zakresie potencjałów. 

 
4. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA 
 

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze stałoprądowymi metodami oceny odporności 

na korozję  wżerową stali stopowych oraz zapoznanie się z metodami oceny wielkości 
zaatakowania. 
 
Zakres ćwiczenia obejmuje wykonanie następujących zadań: 

•  obliczenie wartości współczynnika odporności na korozję  wżerową badanej stali 

stopowej, 

•  przygotowanie elektrod do badania korozji wżerowej, 

•  ustalenie wpływu stężenia jonów chlorkowych na korozję wżerowa., 

•  wyznaczenie potencjałów charakteryzujących korozję wżerową, 
•  ocena wielkości zaatakowania powierzchni stali stopowej. 

 
5. WYKONANIE ĆWICZENIA I OPRACOWANIE WYNIKÓW 
 
5.1. 0bliczenie wartości współczynnika odporności na korozje wżerowa 
 
Współczynnik odporności na korozję wżerową oblicza się wg wzoru, który został podany w 
punkcie 2.2. 
 
5.2. Przygotowanie elektrod do badania korozji wżerowej 
 

Bardzo ważne znaczenie przy badaniu korozji wżerowej ma dokładne przygotowanie 

powierzchni badanej stali stopowej. Otrzymane od prowadzącego elektrody do badań należy 
dokładnie przeszlifować papierami ściernymi o zwiększającej się gradacji. Ostateczne 
polerowanie wykonuje się na filcu zwilżonym zawiesiną wody i korundu o gradacji 1200. 
Elektrodę następnie należy dokładnie opłukać w bieżącej oraz destylowanej wodzie i 
odtłuścić bibułą zwilżoną acetonem. Tak przygotowaną elektrodę umieszcza się w naczyniu 
elektrochemicznym wypełnionym elektrolitem wskazanym przez prowadzącego  ćwiczenie. 
Po tej operacji należy sprawdzać wartość potencjału elektrody badanej. W momencie gdy 
zmiany potencjału nic są większe niż 1 mV/min. rozpoczyna się pomiar metodą cyklicznej 
polaryzacji. 

 

 
 
 

 

4

5.3. Badania podatności na korozję wżerową metodą cyklicznej polaryzacji 

 
Badania wykonuje się za pomocą karty pomiarowej GAMRY sterowanej przez 

komputer. Karta pomiarowa wraz ze specjalistycznym oprogramowaniem pozwala na 
dokonywanie całego pakietu badań polaryzacyjnych stałoprądowych oraz pomiarów szumu 
elektrochemicznego. Na karcie pomiarowej znajduje się m.in. potencjostat oraz generator, 
umożliwiający programowanie zmian potencjału zgodnie z rodzajem przeprowadzanych 
badań. Na rys.2 oraz 3 przedstawiono przykładowe przebiegi zależności log(i)= f(E) w 
przypadku występowania i nie występowania korozji wżerowej. Strzałkami zaznaczono 
kierunek zmiany potencjału. 

 

Stal stopowa 00H17NMM2, 2% NaCl 

 

Rys. 2. Krzywa polaryzacji cyklicznej dla przypadku występowania korozji wżerowej 
 

Na podstawie przebiegu krzywej polaryzacji cyklicznej można wyznaczyć opisane 

powyżej potencjały charakterystyczne korozji wżerowej. 
 

Stal stopowa 00H17N14M2, 1% H

2

SO

4 

 

 

Rys.3. Krzywa polaryzacji cyklicznej dla przypadku nie występowania korozji wżerowej 
 
5.4.   Badanie   podatności   na   korozje  wżerową  metoda  polaryzacji anodowej. 
 

Metoda badawcza oparta na polaryzacji anodowej próbek stalowych przy użyciu prądu 

stałego o gęstości 10 mA/cm

2

 w czasie 60 minut w 3% roztworze NaCl. Po rym czasie 

mierzona jest wielkość i gęstość powstających wżerów. 

 

5

 

Rys.4. Zestaw do badania podatności na korozję wżerową metodą polaryzacji anodowej 
 
5.5. Ocena powstałych wżerów 
 

Oceny powstałych wżerów dokonuje się zgodnie z ASTM Practice G46-76, gdzie 

ocenia się gęstość, wielkość oraz głębokość powstałych wżerów. Cytowana norma klasyfikuje 
również wżery wg kształtu przekroju poprzecznego wżeru. 
 

 

 
Rys.5. Ocena korozji wżerowej wg ASTM Practice G46-76 
 
W celu wykonania ćwiczenia należy: 

•  przygotować w sposób opisany w punkcie  5.2.  instrukcji  dwie wskazane przez 

prowadzącego ćwiczenie elektrody wykonane ze stali 00H17N14M2, 

•  wyznaczyć anodową krzywą polaryzacji ww. stali oraz wyznaczyć wartości 

potencjałów charakterystycznych korozji wżerowej, 

•  przeprowadzić polaryzację prądem stałym próbki stali wskazanej przez prowadzącego 

ćwiczenie i dokonać oceny powstałych wżerów. 

 

Na   podstawie   przeprowadzonych   pomiarów   należy   wypełnić otrzymane od 

prowadzącego ćwiczenie karty sprawozdań. 
 
 
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA 
 
1.   Praca zbiorowa: Technika przeciwkorozyjna, WSiP, Warszawa t.2, str. 9-16 
2.   Fontana, N.D. Greene: Corrosion Engineering, Mc Graw-Hill Book Company, New York 

1967, slr. 48-58 

3.   Szklarska-Śmiałowska: Pilling Corrosion of Metals, NACE, 1986 

 

6