Podstawy korozji
1 Definicja
2 Wprowadzenie
3 Formy korozji
4 Metody ochrony przed korozjÄ…
5 Monitorowanie korozji
Definicja
Niszczenie materiałów, w tym metali,
będące wynikiem ich oddziaływania ze
środowiskiem.
Wprowadzenie
Korozja jest zjawiskiem naturalnym
Całkowite jej zahamowanie jest trudne
Tworzywa sztuczne korodujÄ… powoli
Procesy korozyjne są często
pożyteczne: trawienie metali, elektrody
w ogniwach (baterie), tworzenie warstw
pasywnych
Przykłady zaatakowań korozyjnych
Przykłady zaatakowań korozyjnych
Czynniki wpływające na korozję
Wewnętrzne
Zewnętrzne
Rodzaj metalu
Rodzaj środowiska
Skład chemiczny
Skład środowiska
Struktura
Temperatura
Stan powierzchni
Prędkość przepływu
Obróbka cieplna
Ciśnienie atmosferyczne
Obróbka mechaniczna
Polaryzacja zewnętrzna
Naprężenia własne
Rodzaje korozji
Zależnie od mechanizmu
korozja elektrochemiczna
(chemiczna)
Zależnie od środowiska
korozja wodna
korozja atmosferyczna
korozja wysoko temperaturowa
Mechanizm korozji elektrochemicznej
Na powierzchni metalu można zlokalizować
miejsca majÄ…ce charakter anod i katod
Na anodach zachodzi proces utleniania:
Fe Fe+2 + 2e
Na katodach zachodzi proces redukcji:
-
1/2 O2 + H2O + 2e = 2 OH
2H+ + 2e = H2
Rodzaje ogniw korozyjnych
Dwa różne metale Ogniwo naprężeniowe
Ogniwa stężeniowe Nowy metal  stary
metal
Ogniwo zmiennego
napowietrzenia Ogniwo
temperaturowe
Ogniwo tworzone
przez działające
prądy błądzące
Formy korozji
Rodzaje korozji
Korozja ogólna
Korozja galwaniczna
Korozja wżerowa
Korozja szczelinowa
Korozja międzykrystaliczna (i transkrystaliczna)
Korozja selektywna
Erozja  korozja
Korozja naprężeniowa
Formy korozji-ogólna
Formy korozji - galwaniczna
Czynniki wpływające na korozję galwaniczną:
Różnica potencjałów pomiędzy metalami
Stosunek powierzchni anody do katody
Rezystancja w utworzonym ogniwie
galwanicznym
Formy korozji - galwaniczna
stal mosiądz żeliwo miedz

Formy korozji - galwaniczna
Szereg napięciowy metali
Uszeregowanie metali w zależności od
wartości ich potencjałów korozyjnych
względem elektrody wodorowej (NEW)
Wskazuje na tendencjÄ™ do korozji
Metale o potencjałach wyższych od NEW
metale szlachetne
Metale o potencjałach niższych od NEW 
metale nieszlachetne (aktywne
elektrochemicznie)
Mg, Mg2+ Mg <=> Mg2+ + 2e - 2,37
Al, Al3+ Al <=> Al3+ + 3e - 1,66
Zn, Zn2+ Zn <=> Zn2+ + 2e - 0,76
Cr, Cr3+ Cr <=> Cr3+ + 3e - 0,71
Fe, Fe2+ Fe <=> Fe2+ + 2e - 0,44
Ni, Ni2+ Ni <=> Ni2+ + 2e - 0,24
H2, H+ H2 <=> 2H+ + 2e - 0,00
Cu, Cu2+ Cu2+ + 2e <=> Cu + 0,345
Au, Au+ Au+ + e <=> Au + 1,420
Formy korozji - galwaniczna
Tablica 1. Praktyczny szereg napięciowy
wybranych metali w 3 % NaCl
Metal Symbol Potencjał względem NEW
Platyna Pt + 0,47 V
Tytan Ti + 0,37 V
Srebro Ag + 0,30 V
Miedz
Cu + 0,04 V
Nikiel Ni - 0,03 V
Ołów Pb - 0,27 V
Żelazo Fe - 0,40 V
Glin Al. - 0,53 V
Cynk Zn - 0,76 V
Formy korozji - galwaniczna
Problem:
stalowa śruba łącząca konstrukcję
wykonanÄ… z brÄ…zu
śruba z brązu łącząca konstrukcję stalową.
Stal w układzie jest anodą,
brÄ…z jest katodÄ….
Formy korozji - galwaniczna
Mała katoda z brązu w Mała stalowa anoda
niewielkim stopniu (śruba) będzie ulegała
c
wpływa na szybkość wzmożone korozji w
korozji dużej anody połączeniu z dużą
(stal). powierzchniÄ… brÄ…zu.
Formy korozji
Korozja wżerowa
Korozja wżerowa jest jedną z postaci korozji lokalnej.
Charakteryzuje się tym, że atak zlokalizowany jest na
niewielkich, dyskretnych miejscach na powierzchni metalu.
Korozja wżerowa ma miejsce głównie w obojętnych i kwaśnych
roztworach zawierajÄ…cych chlorki lub inne halogenki. Miejscami
inicjacji korozji wżerowej mogą być wtrącenia niemetaliczne, lub
mikro-szczeliny powstające podczas obróbki mechanicznej.
Korozja wżerowa
Cl-
Cl-
O2
O2
Cr3+
Cr3+
3e
3e
Korozja wżerowa
Korozja wżerowa stali odpornych na korozję
i stopów niklu
Formy korozji - szczelinowa
Metal
O2
Cr3+
Cr3+
Metal
1. Tlen jest zużywany w elektrolicie w szczelinie w procesie
korozji; stan pasywny występuje wokół szczeliny
2. Wartość pH spada w wyniku hydrolizy CrCl3 wewnątrz
wżeru
3. Niszczenie warstwy pasywnej w kwasie wewnątrz wżeru
4. Dalsze zakwaszenie środowiska wewnątrz wżeru
i rozwój korozji szczelinowej
Korozja szczelinowa
Korozja szczelinowa w środkowej części wyparki od
strony wylotu aminy
Formy korozji
Korozja międzykrystaliczna
Przyczyną występowania podatności na korozję międzykrystaliczną
są najczęściej zmiany strukturalne w stopie zachodzące na
granicach ziaren, głównie pod wpływem obróbki termicznej. Jeżeli
węgliki chromu wytrącają się na granicy ziaren to oznacza, że stal
uległa uczuleniu w strefie oddziaływania ciepła. Zubożenie
przygranicznych obszarów ziaren austenitu w chrom wynika ze
zmiany rozpuszczalności węgla w austenicie w zależności od
temperatury oraz z wyższego powinowactwa chemicznego węgla
do chromu niż do żelaza.
W temperaturze uczulenia 400 - 850 °C wydzielajÄ…cy siÄ™ z roztworu
stałego węgiel dyfunduje do granic ziaren, gdzie łączy się głównie z
chromem tworząc węgliki chromu. Z powodu małych rozmiarów
szybkość dyfuzji atomów węgla jest znacznie większa niż atomów
chromu.
W reakcji tworzenia węglików bierze udział cały rozpuszczony w
austenicie węgiel. Chrom migruje z obszarów znajdujących się
najbliżej granic ziaren. Zubożone w chrom przygraniczne strefy
ziaren sÄ… w ogniwie anodami, natomiast katodami pozostanÄ…
spasywowane powierzchnie ziaren z nienaruszoną zawartością
chromu oraz powierzchnie wydzielonych węglików bogatych w
chrom. Powierzchnia anod jest znacznie mniejsza od powierzchni
katod, dlatego efektem jest szybka korozja stopu postępująca wzdłuż
granic ziaren.
Jeżeli stal ogrzaną do temperatury powyżej 1100oC bardzo
szybko ochłodzimy (na przykład przez zanurzenie w
wodzie), to nie zostanie ona uczulona na korozjÄ™
międzykrystaliczną. Czas przebywania w uczulającym
zakresie temperatur będzie zbyt krótki, aby węgiel mógł
przedyfundować do granic ziaren i przereagować z
chromem. Poważny wpływ na rozwój korozji miedzy
krystalicznej ma rozmiar ziarna w stali. Mniej korzystna
jest struktura gruboziarnista. Wzrost ziarna występuje pod
wpływem przekroczenia temperatury hartowania oraz zbyt
długiego przetrzymywania w zakresie wysokich temperatur
(1100 do 1200°C). Praktyczne zastosowanie znalazÅ‚y trzy
sposoby eliminowania korozji międzykrystalicznej:
przesycanie, obniżanie zawartości węgla, oraz stabilizacja.
Stal 304 L z niską zawartością węgla
(0,03%)
Formy korozji - selektywna
Stopy metalu szlachetnego i aktywnego (na
przykład brąz: Cu + Zn)
Jeden ze składników stopu może ulegać roztwarzaniu
pozostawiajÄ…c osnowÄ™ wykonanÄ… z metalu szlachetnego
Odcynkowanie mosiądzów
Grafityzacja żeliwa
Korozja duraluminium ( AL + Cu )
Powoduje utratę właściwości mechanicznych bez widocznych zmian
kształtu
Formy korozji  erozja korozja
Korozja przyspieszana przez
uderzenia cząstek stałych lub
pęcherzy gazów znajdujących
siÄ™ w strumieniu cieczy
Chłodnica wodna refluksu regeneratora w rafinerii 
erozja płaszcza przy króćcu wylotowym
Korozja-erozja w górnej części płaszcza wyparki
regeneratora aminy w rafinerii
Erozja
kawitacyjna
wymiennika
ciepła
w rafinerii
Formy korozji
Korozja naprężeniowa
Specyficzne współdziałanie
środowiska korozyjnego i naprężeń.
Ochrona przed korozjÄ…
Podstawowym celem ochrony przed
korozją jest zmniejszenie szybkości
korozji do akceptowalnego poziomu.
Metody ochrony przed korozjÄ…
Ochrona powłokowa (uniwersalna, powszechna
 ponad 80% zabezpieczeń)
Ochrona elektrochemiczna (w zanurzeniu,
zwykle uzupełnienie ochrony powłokowej)
Ochrona katodowa (protektorowa lub zewnętrzne
zasilanie prądem stałym
Ochrona anodowa.
Modyfikacja środowiska (inhibitory, odtlenianie,
klimatyzacja, opakowania, osuszanie)
Metody ochrony przed korozjÄ…
Dobór materiałów
Stopy metali
Kompozyty
Nanowarstwy
Odpowiednie projektowanie konstrukcji
Projekt konstrukcji powinien uwzględniać
przygotowanie powierzchni, nakładanie powłok lub
wykładzin, nadzór i renowację systemu ochronnego.
Ochrona powłokowa
Zadaniem ochrony powłokowej jest
oddzielenie środowiska korozyjnego
od konstrukcji podlegajÄ…cej
ochronie
Ochrona elektrochemiczna
Zmiana potencjału w kierunku wartości
aktywnych
Zmniejszenie różnic potencjałów w ogniwie
korozyjnym (zwykle o 150-300 mV)
Zastosowanie: konstrukcje pod wodÄ…, lub
osadzone w gruncie
Zwykle ochrona kombinowana, stosowana Å‚Ä…cznie
z powłokami ochronnymi
Ochrona elektrochemiczna
Dwa sposoby realizacji ochrony katodowej: 1. Polaryzacja z zewnętrznego z
ródłaprądu
Ochrona elektrochemiczna
2. Podłączenie konstrukcji do roztwarzalnych anod
Typowe anody roztwarzalne:
Cynk, magnez i aluminium
Modyfikacja środowiska
Ograniczanie wilgotności atmosfery
Zmniejszenie zawartości tlenu
Dodatek inhibitorów korozji
Korekta pH (głównie alkalizacja)
Zmniejszenie temperatury
Dodatek biocydów
Dobór materiałów
Katalogi danych dotyczących szybkości korozji
większości metali technologicznych w różnych
środowiskach korozyjnych.
Monitorowanie korozji
W celu kontroli procesów korozyjnych
monitorujemy
Czynniki powodujÄ…ce korozjÄ™
Parametry korodujÄ…cego obiektu