KURS V: Standard 1.7. i 2.7.
Po ukończeniu tego kursu będziesz znał:
I. Treść standardu 1.7. i 2.7.
I. Treści kształcenia objęte standardami:
1. Rodzaje korozji elementów konstrukcyjnych.
2. Sposoby zabezpieczeń antykorozyjnych elementów konstrukcyjnych.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
I. Treść standardu 1.7. i 2.7.
Te dwa standardy występujące na egzaminie potwierdzającym kwalifikacje zawodowe odnoszą się do
zjawiska korozji i sposobów zabezpieczeń.
Absolwent powinien umieć:
1.7. określać przyczyny i rodzaje korozji elementów konstrukcyjnych;
" określać przyczyny korozji elementów konstrukcyjnych, np.: chemiczne oddziaływanie środowiska,
" określać rodzaje korozji elementów konstrukcyjnych, np.: elektromechaniczna, chemiczna, lokalna, ogólna, z
depolaryzacjÄ… wodorowÄ…, z depolaryzacjÄ… tlenowÄ…, atmosferyczna, galwaniczna, naprÄ™\
eniowa, zmęczeniowa,
cierna, kawitacyjna, szczelinowa, kontaktowa, selektywna, w\
erowa, wysokotemperaturowa (gazowa),
kwasowa, siarczanowa.
2.7. wskazywać sposoby zabezpieczeń antykorozyjnych elementów konstrukcyjnych;
" wskazywać metody przygotowania powierzchni elementów konstrukcyjnych przed nało\
eniem powłoki
ochronnej, np.: przygotowanie powierzchni przed nało\
eniem lakierniczej powłoki ochronnej,
" dobierać powłoki ochronne, np.: rodzaje powłok antykorozyjnych do określonych gatunków materiałów
konstrukcyjnych,
" wskazywać sposoby zabezpieczeń antykorozyjnych elementów konstrukcyjnych,
np.: elektrochemiczna ochrona katodowa i protektorowa, metaliczne i niemetaliczne powłoki ochronne,
dyfuzyjne ulepszanie powierzchni metali, stosowanie inhibitorów.
Korozja  tym terminem 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.
Rdza - krucha, najczęściej \
ółtobrunatna warstwa tworząca się na \
elazie i stali w wyniku działania
naturalnych czynników korodujących np. wilgoci, dwutlenku węgla i innych. Chemicznie rdza zawiera tlenki,
wodorotlenki i czasami sole \
elaza.
Rodzaje korozji elementów konstrukcyjnych.
1. Korozja elektrchemiczna. Najpospolitsza w odniesieniu do metali, spowodowana
niejedrodnością i ró\
nica potencjałów na powierzchni metalu. Podlega ona takim samym
zale\
nościom jak reakcje w ogniwach galwanicznych, dlatego te\
przeniesiono do zjawisk korozji
wiele określeń, pojęć i zale\
ności wprost z elektrochemii.
2. Korozja chemiczna. Stanowi proces chemicznego utleniania metali w suchych gazach oraz w
ciekłych środowiskach nie mających charakteru elektrolitu, np. w cieczach organicznych.
Przykładem korozji chemicznej mo\
e być działanie tlenu na metale w podwy\
szonej
temperaturze w rezultacie którego na powierzchni metalu powstaje warstwa tlenku. Utlenianie
metalu do jego tlenków nie zawsze jest procesem szkodliwym. Je\
eli warstwa tlenku jest
dostatecznie zwarta i mocno zwiÄ…zana z powierzchniÄ… metalu, chroni ona (pasywuje) metal
przed dalszym utlenianiem.
3. Korozja lokalna. Je\
eli korozja metalu w środowisku wodnym zachodzi nierównomiernie, to
obszary katodowe i anodowe występujących ogniw korozyjnych mo\
na wyró\
nić bądz
gołym
okiem, bÄ…dz
pod mikroskopem.
4. Korozja galwaniczna. Korozja ta jest wywołana kontaktem dwóch metali czy stopów o
ró\
nych potencjałach, powodującym wytworzenie się ogniwa galwanicznego
5. Korozja kawitacyjna. Spowodowana powstawaniem luk pró\
niowych w cieczach wskutek
szybkiego ruchu lub wibracji (śruby okrętowe, wirniki turbin hydraulicznych itp.)
6. Korozja atmosferyczna. Korozja atmosferyczna jest przykładem korozji elektrochemicznej.
Szybkość jej jest uzale\
niona od zawartości wilgoci oraz zanieczyszczeń w powietrzu i na metalu.
Przyjmuje siÄ™, \
e zjawisko korozji atmosferycznej ma miejsce w atmosferze o wilgotności względnej
powy\
ej 70%, gdy\
wtedy mo\
e nastąpić kondensacja pary wodnej na powierzchni metalu. Du\
e
znaczenie ma równie\
strefa klimatyczna, a tak\
e mikroklimat występujący w obrębie tych stref. Korozję
atmosferyczną przyspieszają zanieczyszczenia atmosfery, np. SO2, które zwiększa ją przewodnictwo
skondensowanej na powierzchni metalu pary wodnej.
7. Korozja zmęczeniowa. Zachodząca przy cyklicznych naprę\
eniach metalu w środowisku agresywnym,
objawiająca się pękaniem określonych miejsc konstrukcji, zwłaszcza w kotłach parowych i środowisku wody
morskiej.
8. Korozja cierna. Zachodząca na powierzchniach granicznych dwu ściśle dopasowanych płaszczyzn metali,
które ulegają drganiom lub przesunięciom oscylacyjnym.
9. Kruchość wodorowa. Występująca w stalach niskostopowych o du\
ej wytrzymałości
z powodu wnikania wodoru do stali w czasie np. trawienia lub powlekania galwanicznego.
10. Korozja szczelinowa. Która objawia się w szczelinie między metalami o niedostatecznym dostępie
powietrza i tlenu, co uniemo\
liwia samoodnawianie siÄ™ warstewki tlenkowej na stali i stopach aluminium.
11. Korozja kontaktowa. Zachodząca na styku dwóch metali o ró\
nych potencjałach w roztworze.
12. Korozja selektywna. Spowodowana lokalnym zubo\
eniem stopu w chrom przez jego zwiÄ…zanie w
węgliki i wydzielanie na granicy ziarn metalu.
13. Korozja w\
erowa (pitting). Występująca szczególnie w środowisku chlorków, powodująca głębokie
w\
ery w metalu.
14. Korozja wysokotemperaturowa (gazowa). Która jest chemicznym procesem utleniania metali w
ró\
nego typu spalinach lub środowiskach zawierających siarkę, siarkowodór lub chlorowce. Objawia się ona
zniszczeniem metalu i zmianą wytrzymałości mechanicznej.
15. Korozja kwasowa. Gdy w tworzywo nieorganiczne wnika ośrodek o pH ni\
szym od 7 i działa
chemicznie na materiał.
16. Korozja siarczanowa. W czasie której siarczany środowiska działają na związki zawarte w cemencie
portlandzkim, powodujÄ…c powstanie soli Candlota o du\
ej objętości właściwej, rozsadzającej strukturę
betonu.
17. Korozja międzykrystaliczna przebiega głównie na granicach ziarn metali lub ich stopów,
postępując z bardzo du\
ą szybkością i sięgając na du\
ą głębokość. Jest to najgroz
niejszy rodzaj
zniszczenia, powoduje silny spadek własności wytrzymałościowych, w wielu przypadkach jest trudny do
zauwa\
enia na powierzchni metalu.
Sposoby zabezpieczeń antykorozyjnych elementów konstrukcyjnych.
Ze względu na ogromne straty, jakie ponosi gospodarka wskutek korozji,
opracowano wiele metod zapobiegania a przynajmniej hamowania tego
niepo\
Ä…danego zjawiska. Do najwa\
niejszych metod ochrony antykorozyjnej
mo\
na zaliczyć:
elektrochemicznÄ… ochronÄ™ katodowÄ… i protektorowÄ…
metaliczne i niemetaliczne powłoki ochronne
dyfuzyjne ulepszanie powierzchni metali
stosowanie inhibitorów
Ochrona katodowa polega na podłączeniu do elementów konstrukcji nara\
onych na
korozjÄ™ ujemnego bieguna z
ródła prądu stałego o niewielkim napięciu (1-2 V). Anodą mo\
e
być złom \
elazny lub nierozpuszczalna elektroda grafitowa o potencjale elektrodowym
ni\
szym ni\
materiał chronionej konstrukcji. Płyta taka nazywa się protektorem.
Znacznie częściej stosuje się elektrochemiczną ochronę protektorową, polegającą na
połączeniu metalu chronionego, np. \
elaza, z blokiem metalu mniej szlachetnego. Je\
eli
oba metale znajdują się w tym samym elektrolicie, powstaje krótkozwarte ogniwo, w
którym bardziej aktywny magnez lub cynk spełnia rolę anody, a \
elazo - katody. Bloki
magnezu przytwierdza się w pewnych odstępach do rurociągów podziemnych lub do
stalowych kadłubów okrętów, chroniąc je w ten sposób przed korozją.
Zupełnie inaczej wygląda sprawa, gdy metalowa powłoka jest bardziej szlachetna ni\

pokryty nią metal. Ochronne działanie np. powłoki miedziowej, cynkowej czy niklowej
naniesionej galwanicznie na \
elazo jest tak długo skuteczne, jak długo powłoka jest
szczelna. Z chwilą jej uszkodzenia, w obecności wilgoci i zanieczyszczeń proces korozji
\
elaza jest intensywniejszy ni\
bez powłoki.
Zadaniem powłok niemetalicznych jest izolowanie powierzchni metalu od dostępu tlenu i
wilgoci. U\
ywane w tym celu farby i lakiery oprócz ochrony przed korozją słu\
Ä… zarazem do
dekoracji powierzchni. Inną metodą uzyskania trwałej, szczelnej i dobrze przylegającej
powłoki jest utlenianie (pasywacja) powierzchni metali. Niektóre metale, np. aluminium,
samorzutnie pokrywają się na powietrzu zwartą warstwą tlenku, który chroni metal przed
dalszÄ… korozjÄ…. UtleniajÄ…c metal anodowo w odpowiednim elektrolicie mo\
na uzyskać
grubszÄ… i lepiej chroniÄ…cÄ… warstwÄ™ tlenkowÄ….
Innym sposobem hamowania procesu korozji jest wykorzystanie tzw. inhibitorów, czyli
substancji silnie adsorbujących się na powierzchni metalu i blokujących w ten sposób dostęp
jonów wodorowych. Właściwości inhibitujące wykazują substancje powierzchniowo aktywne,
wielkoczÄ…steczkowe, zwiÄ…zki tworzÄ…ce nierozpuszczalne osady z jonami metalu a tak\
e inne
związki zawierające azot i siarkę. Na przykład dodatek 0,05% siarczku dwufenyloetanu
zmniejsza o 75% ubytek \
elaza w kwasie solnym. Zamiast stosowanego dawniej
natłuszczania obecnie konserwuje się i transportuje cenne i precyzyjne urządzenia metalowe
w szczelnych opakowaniach z folii polietylenowej zawierających wewnątrz minimalną ilość
łatwo lotnych inhibitorów. Równie\
dodatek inhibitorów do farb i lakierów wybitnie polepsza
ich właściwości antykorozyjne.
Dodawanie inhibitorów. W kotłach parowych (np. centralnego ogrzewania) i instalacjach
chłodniczych (np. samochodowych) ciecz znajdująca się w zamkniętym obiegu stanowi
środowisko sprzyjające korozji. Dodanie niewielkich ilości substancji silnie adsorbujących się na
powierzchni metalu i blokujących dostęp jonów wodorowych opóz
nia znacznie procesy
korozyjne.
Platerowanie
Nakładanie powłoki ochronnej w postaci cienkiej warstwy metalu połączonej z warstwą
podło\
a metodÄ… walcowania na gorÄ…co (nawalcowywania).
Platerowanie stosuje siÄ™ w celu zabezpieczenia przed korozjÄ…, uzyskania specjalnych
własności elektrycznych lub cieplnych, a tak\
e do osiągnięcia odpowiednich efektów
artystycznych poprzez powleczenie przedmiotów (głównie miedzianych) warstwą metalu
szlachetnego np. srebra, złota.
Oksydowanie (czernienie)
Proces pokrywania powierzchni metali cienką warstwą ich tlenków .
Oksydowanie mo\
na przeprowadzać metodą chemiczną (np. zanurzanie przedmiotów
stalowych we wrzÄ…cym stÄ™\
onym roztworze wodorotlenku sodu i azotanu srebra) lub metodÄ…
elektrolitycznÄ… (w procesie anodowego utleniania).
Dyfuzyjne ulepszanie powierzchni metali
Obróbka cieplno-chemiczna polegająca na nasycaniu powierzchniowej warstwy
przedmiotów stalowych atomami metali odpornych na korozję.
Azotowanie polega na dyfuzyjnym nasycaniu azotem warstw wierzchnich przedmiotów
stalowych, ze staliwa lub \
eliwa. Azotowanie przeciwkorozyjne przeprowadza siÄ™ w
zakresie temperatur 600 ÷ 850°C
Chromowanie dyfuzyjne polega na nasycaniu chromem warstw wierzchnich przedmiotów
wytworzonych ze stali, \
eliwa lub staliwa.
Wytwarza się odporne na korozje dyfuzyjne powłoki berylowe na miedzi, tytanie, niklu,
kobalcie, \
elazie, i innych metalach.
Zapoznałeś się ju\
z zakresem treści kształcenia jakie trzeba powtórzyć do
opanowania standardu 1.7. i 2.7.
Teraz sprawdz
swoje wiadomości rozwiązując test z zakresu treści objętych
tymi standardami.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego