Kontakt stali nierdzewnej
z innymi materiałami metalowymi
Seria: Materiały i zastosowania, zeszyt 10
euro-inox.org
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Euro Inox
Euro Inox jest stowarzyszeniem zajmującym się roz- Członkowie zwyczajni
wojem europejskiego rynku stali nierdzewnych. Człon-
Acerinox
kami Euro Inox są następujące organizacje i instytucje:
www.acerinox.com
" europejscy producenci stali nierdzewnych
Aperam
" krajowe organizacje zajmujÄ…ce siÄ™ rozwojem stali
www.aperam.com
nierdzewnych
Outokumpu
" stowarzyszenia zajmujÄ…ce siÄ™ wprowadzaniem
www.outokumpu.com
dodatków stopowych
ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni
Głównym celem działania Euro Inox jest rozwijanie
www.acciaiterni.com
świadomości na temat wyjątkowych własności stali spe-
ThyssenKrupp Nirosta
cjalnych i propagowanie ich szerszego zastosowania
www.nirosta.de
oraz zdobywanie nowych rynków. Aby osiągnąć ten cel,
Euro Inox organizuje konferencje i seminaria oraz wyda-
je przewodniki w formie drukowanej i elektronicznej, dla
umożliwienia architektom, projektantom, zaopatrze-
Członkowie stowarzyszeni
niowcom, producentom oraz użytkownikom lepszego za-
Acroni
znajomienia się z tym materiałem. Euro Inox wspiera
www.acroni.si
również techniczne i rynkowe prace badawcze.
British Stainless Steel Association (BSSA)
www.bssa.org.uk
Cedinox
www.cedinox.es
Centro Inox
www.centroinox.it
Informationsstelle Edelstahl Rostfrei
www.edelstahl-rostfrei.de
International Chromium Development Association (ICDA)
www.icdachromium.com
ISBN 978-2-87997-328-9
International Molybdenum Association (IMOA)
978-2-87997-263-3 wersja angielska www.imoa.info
978-2-87997-322-7 wersja holenderska
Nickel Institute
978-2-87997-323-4 wersja francuska www.nickelinstitute.org
978-2-87997-324-1 wersja czeska
Paslanmaz Çelik Derne
i (PASDER)
978-2-87997-325-8 wersja fińska www.turkpasder.com
978-2-87997-326-5 wersja szwedzka
Polska Unia Dystrybutorów Stali (PUDS)
978-2-87997-327-2 wersja turecka www.puds.pl
978-2-87997-329-6 wersja włoska
SWISS INOX
978-2-87997-330-2 wersja hiszpańska www.swissinox.ch
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Spis treści
Kontakt stali nierdzewnej z innymi materiałami 1 Wstęp 2
metalowymi 2 Podstawy korozji galwanicznej 3
Seria: Materiały i zastosowania, zeszyt 10 3 Istotne czynniki i przykłady 5
© Euro Inox 2011 3.1 Rezystancja elektrolitu 5
3.2 Czas zwilżania i środowisko 6
Przetłumaczono na podstawie ARLT, N. / BURKERT, A. / 3.3 Kinetyka reakcji elektrodowych 8
ISECKE, B., Edelstahl Rostfrei in Kontakt mit anderen 3.4 Stosunek powierzchni katody do anody 8
Werkstoffen (Merkblatt 829), Düsseldorf, Informations- 4 Praktyczne przykÅ‚ady dla różnych zastosowaÅ„ 10
stelle Edelstahl Rostfrei, wydanie czwarte 2005 4.1 Woda i oczyszczanie ścieków 11
Polskie tłumaczenie: Zbigniew Brytan, CTP, Warszawa, 4.2 Elementy pracujące w warunkach
Polska atmosferycznych 14
4.3 Stal nierdzewna w budownictwie i konstrukcjach 15
Wydawca: 4.4 Stal nierdzewna w zastosowaniach
Euro Inox, Diamant Building, Bd. Aug. Reyers 80, transportowych 18
1030 Bruksela, Belgia 5 Zapobieganie korozji galwanicznej 22
Telefon [phone], Fax [phone] Literatura 23
y
ródła zdjęć:
Atomium asbl / vzw, Bruksela (B)
Centro Inox, Mediolan (I)
Bundesanstalt für Materialprüfung und -forschung,
Berlin (D)
David Cochrane, Sidcup (UK)
Benoît Van Hecke, Hasselt (B)
Outokumpu, Tornio (FIN) Uwagi o prawie autorskim
Thomas Pauly, Bruksela (B) Opracowanie niniejsze jest objęte prawem autorskim.
Christoph Seeberger, Monachium (D) Euro Inox zastrzega sobie wszelkie prawa do tłumacze-
ThyssenKrupp Nirosta GmbH, Krefeld (D) nia na wszystkie języki, przedruku, użycia ilustracji, cy-
Schöck Bauteile GmbH, Baden-Baden (D) towania lub rozpowszechniania. Å»adna część tej publi-
Viega GmbH & Co. KG, Attendorn (D) kacji nie może być powielona, przechowywana w
systemach wyszukiwawczych ani przekazywana w żaden
Zastrzeżenie inny sposób: elektroniczny, mechaniczny, za pomocą fo-
Euro Inox dołożył wszelkich starań, aby informacje za- tokopii czy nagrań bez uprzedniej pisemnej zgody wła-
warte w tej publikacji były technicznie poprawne. Jed- ściciela praw autorskich tj. Euro-Inox, Luksemburg. Na-
nakże, zwraca się uwagę czytelnika, że materiał zawarty ruszenie tych praw może podlegać procedurze prawnej w
w niniejszym opracowaniu stanowi tylko ogólną infor- zakresie odpowiedzialności za wszelkie szkody pienięż-
macje. Euro Inox, jego członkowie, personel i konsultan- ne wynikające z tego naruszenia jak również poniesienia
ci nie ponoszą żadnej odpowiedzialności za jakiekolwiek kosztów i opłat prawnych oraz podlega ściganiu w ra-
straty, zniszczenia lub szkody wynikające z zastosowa- mach przepisów luksemburskiego prawa autorskiego
nia informacji zawartych w niniejszym opracowaniu. oraz przepisów obowiązujących w Unii Europejskiej.
1
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
1 Wstęp
Złożone wymagania projektowe mogą za- przedwczesnej wymiany. W większości za-
kładać konieczność połączenia różnych ma- stosowań technicznych stale nierdzewne w
teriałów metalowych w jeden komponent. połączeniu z innymi metalami wykazują bar-
Zdarza się, że takie połączenie jest powodo- dziej dodatni potencjał korozyjny, skutkiem
wane jedynie dostępnością danych elemen- tego jest zwykle niebezpieczeństwo korozji
tów, na przykład elementów złącznych lub materiału, z którym się stykają.
podkładek. W pewnych przypadkach takie Ryzyko wystąpienia korozji galwanicznej
mieszane połączenie różnych materiałów zależy od wielu czynników. Oprócz zastoso-
może prowadzić do korozji jednego z nich. wanych materiałów, elementem krytycznym
Takie zjawisko powodowane jest korozją gal- jest środowisko i konstrukcja elementów.
waniczną, w której dwa różne materiały two- Dlatego też trudno jest a priori ocenić kom-
rzą ogniwo galwaniczne. patybilność użytych materiałów. W tej publi-
Wynikiem powstania ogniwa galwanicz- kacji opisano podstawy korozji galwanicznej
nego jest możliwość wystąpienia przyśpie- i główne czynniki, jakie umożliwiają projek-
szonej korozji mniej szlachetnego materiału. tantom oszacowanie ryzyka pojawienia się
Jego szybkość korozji będzie znacznie więk- korozji.
sza, niż jaką wykazuje on bez kontaktu z bar-
dziej szlachetnym metalem. Zniszczenia po-
wodowane korozjÄ… takie jak krytyczne
pogorszenie wyglądu zewnętrznego, prze-
cieki rurociągów lub pękanie elementów
1
Przyśpieszona korozja metalu w wyniku oddziaływania ogniwa korozyj-
złącznych mogą drastycznie ograniczyć czas
nego. Korozja może być powodowana także przez ogniwa stężeniowe, ak-
eksploatacji elementów i prowadzić do ich tywacyjno-pasywne i tlenowe ogniwa stężeniowe.
2
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
2 Podstawy korozji galwanicznej
Korozja galwaniczna zachodzi, jeżeli: elektronów z anody do katody. Występujące
" w danym układzie metale charaktery- reakcje elektrochemiczne są takie same jak
zują się różnym potencjałem korozyj- te, które naturalnie wystąpiłyby w metalu od-
nym, izolowanym, jednak w tym przypadku atak
" między metalami występuje przewo- korozyjny na anodzie jest znacznie przy-
dzące połączenie, śpieszony. W niektórych przypadkach po-
" przewodzÄ…cy prÄ…d elektryczny elektro- wstanie ogniwa galwanicznego powoduje
lit (warstewka wilgoci) łączy oba meta- korozję materiałów, które normalnie są od-
le. porne na korozję w danym środowisku. Mo-
Rysunek 1 przedstawia trzy czynniki wy- że to dotyczyć materiałów w stanie pasyw-
magane dla wystąpienia korozji galwanicz- nym takich jak aluminium, które mogą być
nej. lokalnie spolaryzowane w pewnych środo-
Jeżeli wystąpi korozja galwaniczna to wiskach. W takich przypadkach można ob-
mniej szlachetny materiał  anoda  prefe- serwować zjawiska korozji lokalnej - szczeli-
rencyjnie ulega korozji, podczas gdy mate- nowej i wżerowej. Nie wystąpiłyby one bez
riał bardziej szlachetny  katoda  jest nawet przesunięcia potencjału korozyjnego w wy-
chroniony przed korozją. Właściwie to pod- niku powstania ogniwa galwanicznego.
stawÄ… ochrony katodowej jest zastosowanie
anody protektorowej, która korodując zapo-
biega korozji drugiego materiału.
Kontakt metali o różnym potencjale elek-
trochemicznym w środowisku przewodzą-
cym prąd elektryczny powoduje przepływ
Elektrolit
Metal 1 Metal 2
e 
Anoda Katoda Rysunek 1:
Czynniki wymagane dla wystÄ…pienia
korozji galwanicznej.
3
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
W przeciwieństwie do powszechnego
przekonania, różnica potencjałów w ogniwie
Grafit
galwanicznym nie jest dobrym wskaz
nikiem
Stopy niklu Alloy 625/C-276
Super-austenityczna stal nierdzewna
faktycznego ryzyka wystÄ…pienia korozji gal-
Tytan
Stop niklu Alloy 400 wanicznej. Wskazuje ona jedynie czy należy
Austenityczna stal nierdzewna gatunku 1.4404 (316 L), w stanie pasywnym
brać pod uwagę lub nie takie niebezpie-
Nikiel
BrÄ…z Ni-Al
czeństwo. Należy pamiętać, że powszechnie
Miedzionikiel 90/10
dostępne tablice standardowych potencja-
BrÄ…z Al
Miedz

łów metali podają jedynie przybliżoną różni-
Odlewana austenityczna stal nierdzewna
Ołów
cę potencjałów. Decydującym czynnikiem
Cyna
nie jest różnica potencjałów w standaryzo-
Stal węglowa
Staliwo
wanych warunkach badawczych, lecz fak-
Al-2,7 Mg
tyczna różnica potencjałów w rzeczywistych
Cynk
Aluminium
warunkach eksploatacji. Z tej przyczyny do-
Magnez
świadczalne tablice szeregu napięciowego
-2000 -1500 -1000 -500 0 500
metali opracowano dla typowych środowisk
Potencjał NEK (mv)
eksploatacji, np. dla wody morskiej. Lokali-
zują one potencjały różnych metali w danym
Rysunek 2:
środowisku (rysunek 2).
Szereg napięciowy metali
Znajomość czynników wymaganych do
w wodzie morskiej przy
powstania korozji galwanicznej oraz właści-
10 °C [11].
we zrozumienie przykładu z rysunku 3 umoż-
liwia określenie środków zapobiegawczych,
co omówiono w rozdziale 5.
Rysunek 3:
Warunki w jakich nie
wystÄ…pi korozja galwa-
niczna.
Korozja galwaniczna nie wystÄ…pi &
& bez styku przewodzącego & w metalach, które nie
& bez połączenia przez elektrolit
prąd elektryczny wykazują różnicy potencjałów
Warstwa
ochronna
Elektrolit Elektrolit Elektrolit
Elektrolit
Metal 1 Metal 2 Metal 1 Metal 2 Metal 1 Metal 2 Metal 1 Metal 2
Izolator
(Metal 1 = anoda, metal 2 = katoda)
4
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
3 Istotne czynniki i przykłady
Zgonie z prawem Faraday a procesy ko- tencjału na anodzie jest ograniczone, rysu-
rozji elektrochemicznej są bezpośrednio nek 4.
związane z przeniesieniem ładunku, to zna- Wielkość potencjałów anody i katody jest
czy przepływem prądów. Z tego powodu do wyznaczona przez niezależny pomiar na po-
pomiaru korozji często stosuje się prąd lub wierzchni każdej elektrody, przy odizolowa-
gęstość prądu korozyjnego. W warunkach nej anodzie. W obszarze przejścia obserwu-
korozji galwaniczne, całkowity prąd korozyj- je się skok wartości potencjału. Jeżeli między
ny Itot jest sumą cząstkowego prądu korozji katodą i anodą zaistniej przewodzące połą-
własnej Is (część korozji niezależna od kon- czenie to obserwuje się słabą polaryzację
taktu z innym metalem) i cząstkowego prądu anody w kierunku wyższych wartości, w elek-
ogniwa Iel (część korozji wywołana prądem trolitach o wysokiej rezystancji (takich jak
ogniwa między stykającymi się metalami
(równanie 1)).
Itot = Is + Iel (Równanie 1)
U
Intensywność korozji ogniwa jest okre-
ślona przez różnicę potencjałów między
Niska rezystancja Silna korozja galwaniczna
dwoma metalami ("U), rezystancjÄ™ elektro-
Wysoka rezystancja SÅ‚aba korozja galwaniczna
litu (Rel) i rezystancję (opór) polaryzacji od-
Anoda izolowana Brak korozji galwanicznej
powiednio anody (Rp,a) i katody (Rp,c) (Rów-
nanie 2).
Katoda Anoda Katoda
Anode
Anode
Anode
Anode
U
I = (Równanie 1)
el
R + R + R
el p,a p,c
x
Na podstawie tego równia można opisać
czynniki determinujÄ…ce korozjÄ™ galwanicznÄ….
Czynniki te są decydujące pod względem oce-
ny czy zjawisko korozji stanie siÄ™ realnym za- Rysunek 4:
Wpływ rezystancji elek-
grożeniem dla danego przypadku. Wpływ po- skondensowana warstwa wody na po-
trolitu na polaryzacjÄ™
szczególnych czynników zostanie omówiony wierzchni). W przypadku warstw elektrolitów
anodowÄ….
indywidualnie. o niskiej rezystancji (woda morska) dochodzi
do bardzo silnej polaryzacji. Im wyższa po-
laryzacja tym wyższa szybkość korozji ano-
3.1 Rezystancja elektrolitu dy, gdy materiał jest w stanie aktywnym lub
większe jest prawdopodobieństwo osiągnię-
Niebezpieczeństwo korozji galwanicznej cia krytycznego potencjału korozji (inicjują-
zmniejsza się ze wzrostem oporu elektrolitu. cego korozję), jeżeli materiał jest w stanie
Dzieje się tak, ponieważ zmniejsza się za- pasywnym. Tablica 1 przedstawia wartości
sięg prądu galwanicznego a przesunięcie po- przewodności właściwej różnych typów wody.
5
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
3.2 Czas zwilżania i środowisko
Istnieje silna zależność między rezystan- Zarówno długość czasu oddziaływania
cją elektrolitu oraz czasem zwilżania po- jak i rezystancja elektrolitu są zależne od wa-
wierzchni. Ma to decydujące znaczenie runków lokalnych. W środowisku morskim,
wszędzie tam, gdzie elementy nie są stale przemysłowym lub wewnątrz budynków
zwilżane przez ciecze. Tak jak wspomniano w pływalni prawdopodobieństwo korozji gal-
opisie warunków wymaganych dla zaistnie- wanicznej jest znacznie wyższe niż dla
nia korozji galwanicznej, kluczową rolę od- środowiska atmosfery wiejskiej. Rysunek 6
grywa warstwa elektrolitu. Bez takiej war- przedstawia wpływ środowiska eksploatacji
stwy korozja galwaniczna nie występuje. na szybkość korozji cynku w kontakcie oraz
Oznacza to w praktyce, że łączenie ze sobą bez kontaktu ze stalą nierdzewną. Można za-
różnych materiałów metalowych bez obec- uważyć, że udział korozji ogniwa (różnica
ności warstwy elektrolitu nie jest niebez- między szybkościami korozji) przewyższa
pieczne pod względem korozji. Jest to typo- udział korozji własnej (to znaczy szybkość
we dla wnętrz gdzie nie występuje zjawisko korozji cynku niestykającego się ze stalą nie-
kondensacji. Dla opraw oświetleniowych lub rdzewną) w atmosferze nadmorskiej i pry-
elementów wystroju wnętrz, można prak- skającej wody morskiej.
tycznie łączyć ze sobą wszystkie materiały, Poza środowiskiem powietrza atmosfe-
w normalnie napowietrzonym i ogrzanym rycznego równie ważny jest sam projekt
środowisku bez ograniczeń ze względu na elementu. Czynniki, które ułatwiają szybko
wystąpienie korozji (rysunek 5). osuszyć warstwę wilgoci (odpowiednie na-
Tablica 1:
Typowe wartości przewod-
ności właściwej różnych
typów wody.
Åšrodowisko Przewodność wÅ‚aÅ›ciwa w ( · cm) 1
Woda czysta 5 · 10 8
Woda zdemineralizowana 2 · 10 6
Woda deszczowa 5 · 10 5
Woda pitna 2 · 10 4  1 · 10 3
Woda rzeczna 5 · 10 3
Woda morska 3,5 · 10 2  5 · 10 2
6
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
powietrzenie, brak szczelin, swobodne od-
prowadzenie wody deszczowej) obniżają
ryzyko korozji. Trwale wilgotne obszary
szczelin, obszary zakryte, brudne po-
wierzchnie i zalegajÄ…ca (stojÄ…ca) woda mo-
gą poważnie przyśpieszyć szybkość koro-
zji galwanicznej.
Rysunek 5:
W normalnie napowie-
30
trzonym i ogrzewanym
Stal cynkowana ogniowo
środowisku wnętrz nie
Stal cynkowana ogniowo / stal nierdzewna
25
występują elektrolity a
Stosunek powierzchni anoda / katoda = 1:6
połączenie stali nie-
20 rdzewnej z innymi mate-
riałami metalowymi
takimi jak pomalowana
15
stal węglowa zwykle nie
pociÄ…ga za sobÄ… korozji
10
galwanicznej.
5
0
Atmosfera Pobliże Obszar Strefa pryskającej
miejska stalowni przybrzeżny wody morskiej
Lokalizacja
Rysunek 6:
Szybkość korozji stali
cynkowanej ogniowo w
kontakcie i bez kontaktu
ze stalÄ… nierdzewnÄ…,
w różnych środowiskach.
7
Szybkość korozji w
µ
m/rok
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
3.3 Kinetyka reakcji 3.4 Stosunek powierzchni katody
elektrodowych do anody
Kinetyka reakcji elektrodowych jest opi- Gęstości prądu ogniwa i (związana z po-
el
sana Równaniem 3 przez wartości rezystan- wierzchnią elektrod) jest stosunkiem obsza-
cji polaryzacji anody i katody. Nawet nie- ru powierzchni katodowej (Ac) do anodowej
wielka różnica potencjałów rzędu 100 mV (Aa). Wpływa on silnie na szybkość korozji
może doprowadzić do korozji, podczas gdy galwanicznej (Równanie 3).
metale o znacznie większej różnicy poten-
A U
c
cjałów mogÄ… być Å‚Ä…czone ze sobÄ… bez pro- i = · (Równanie 3)
el
A R + R + R
a el p,a p,c
blemu. W rzeczywistości różnica potencja-
łów nie dostarcza informacji o kinetyce Jeżeli katodowy obszar powierzchni (me-
korozji galwanicznej. Kinetyka reakcji zależy tal bardziej szlachetny w ogniwie galwanicz-
od samego metalu. Na przykład, na tytanie nym) jest bardzo mały w porównaniu do
proces redukcji tlenu zachodzi trudniej niż anodowego obszaru powierzchni (mniej
dla miedzi. TÅ‚umaczy to, dlaczego stale wÄ™- szlachetnego metalu) to nie obserwuje siÄ™
glowe korodują dużo szybciej w kontakcie z
miedzią niż z tytanem, pomimo że posiada
on wyższy dodatni potencjał niż miedz
.
Elektrolit
W tym kontekście, tworzenie warstwy
skorodowanej na powierzchni odgrywa tak-
że ważną rolę. Może ona znacząco zmienić
Metal 1 Metal 1
potencjał metalu i być przeszkodą dla reak-
cji anodowej lub katodowej.
Metal 2
Rysunek 7:
Jeżeli katoda (metal 2)
jest mniejsza od anody
(metal 1) to nie obser-
wuje się efektów korozji.
Stal nierdzewna Stal ocynkowana
Rysunek 8a, 8b:
Elementy złączne ze stali
nierdzewnej na dużo
większym elemencie ze
Stal ocynkowana Stal nierdzewna
stali ocynkowanej zwykle
nie powodujÄ… korozji.
8
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 9:
Należy się spodziewać,
Elektrolit
że korozja galwaniczna
wystąpi, jeżeli anoda
(metal 1) jest mniejsza
Metal 2 Metal 2
a katoda (metal 2) jest
większa.
Metal 1
zjawiska korozji. Taką sytuację przedstawio- ku łączenia materiałów, elementy złączne
no na rysunku 7. zawsze powinny być wykonane z materiału
Typowym przykładem jest zastosowanie bardziej szlachetnego, więc powierzchnia
elementów złącznych ze stali nierdzewnej do katodowa będzie mniejsza.
łączenia aluminium lub ocynkowanej stali Sytuacja przeciwna może powodować
węglowej. Na rysunku 8 przedstawiono dwa problem. Jeżeli mała powierzchnia anody
praktyczne przykłady. Materiały te w zasa- jest otoczona dużą powierzchnią katodową
dzie nawet w warunkach korozyjnych nie po- to może wystąpić korozja galwaniczna, jak
wodujÄ… korozji galwanicznej. pokazano na rysunku 9.
W warunkach rzeczywistych czasem by- Typowy przykład takiej sytuacji pokazano
wa trudno jednoznacznie oszacować czynne na rysunku 10. W tym przypadku jest oczy-
proporcję powierzchni anodowej i katodo- wiste, że w warunkach korozyjnych materiał
Rysunek 11:
wej. Jednak ze względów praktycznych jest będący w kontakcie ze stalą może ulegać W celu przeciwdziałania
korozji galwanicznej do
to nawet niekonieczne. Zwykle wystarcza przyśpieszonej korozji.
Å‚Ä…czenia paneli ze stali
rozpatrywać ogólnie cały układ. W przypad-
nierdzewnej należy sto-
sować elementy złączne
jedynie ze stali nierdzew-
nej.
Stal nierdzewna
Stal ocynkowana
Drewno
Stal nierdzewna
Rysunek 10a, 10b:
Praktyczne przykłady sytuacji
z rysunku 9 (ocynkowana stal
węglowa stykająca się ze
Stal ocynkowana
stalą nierdzewną w środowi-
sku atmosfery morskiej).
9
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
4 Praktyczne przykłady dla różnych zastosowań
Dostępne są liczne badania laboratoryj- gatunków o obniżonym stężeniu węgla ta-
ne oraz praktyczne przykłady zastosowań kich jak 1.4307 lub 1.4404. Więcej informa-
opisujące zjawiska korozyjne podczas łącze- cji można znalez
ć w stosowanej literaturze,
nia stali nierdzewnych z innymi materiała- gdzie przytoczony układ korozyjny jest roz-
mi. W tablicach od 2 do 5 przedstawiono patrywany jako całość.
kilka stosownych przykładów. Wszystkie Na podstawie praktyki, poza wartościami
wyniki dotyczą stabilizowanych stali nie- liczbowym zawartymi w tablicach można
rdzewnych o normalnym stężeniu węgla. sformułować bardziej ogólne wnioski, które
W praktyce można je także zastosować dla opisano w kolejnych częściach tej broszury.
Tablica 2: Szybkość korozji różnych materiałów metalowych w kontakcie ze stalą nierdzewną.
Szybkość korozji
Ogniwo galwaniczne Åšrodowisko Stosunek powierzchni
(mm/rok)
0,47
1.4016 Stal węglowa Woda pitna, 1:1
0,26
napowietrzona
Zn 99.9
0,17
Al 99.9
0,07
Cu-DGP
<0,01
Ti
1.4541 SF-Cu Sztuczna woda morska 1:1 0,12
1:10 0,07
10:1 1,00
1:1 0,38
Stal węglowa
1:10 0,25
10:1 1,10
1:1 0,61
Zn
1:1 <0,01
Ti
Tablica 3: Szybkość korozji stopu ZnCuTi w kontakcie ze stalą nierdzewną gatunku 1.4541 i 1.4571 w roztworze 0,1 N NaCl (napowietrzonym,
nasyconym CO2, w temperaturze pokojowej) zgodnie z DIN 50919.
Szybkość korozji
Ogniwo galwaniczne Stosunek powierzchni
(mm/rok)
1:1 4,39
1.4541
ZnCuTi
1:5 1,43
1:1 3,88
1.4571
ZnCuTi
1:5 0,91
10
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Tablica 4: Szybkość korozji różnych materiałów metalowych w kontakcie ze stalą nierdzewną w roztworze wodnym NaCl 5 % obj., NaCl o tempe-
raturze 35 °C, stosunek powierzchni 1:1 (DIN 50919).
Szybkość korozji (mm/rok)
Ogniwo galwaniczne
X6CrMo17-1 X2CrTi12 X5CrNi18-10
1.4113 1.4512 1.4301
0,62 0,66 0,69
Stal węglowa
0,51 0,51 0,55
Stal cynkowana ogniowo
0,66 0,66 0,69
ZnAl 4 Cu 1
0,15 0,29 0,29
AlMg 1
0,04 0,04 0,04
Cu-DGP
0,04 0,04 0,04
CuZn 40
Tablica 5: Szybkość korozji różnych materiałów w kontakcie ze stalą nierdzewną gatunku 1.4439 w Morzu Północnym (próba terenowa), czas
trwania 1 rok.
Szybkość korozji
Ogniwo galwaniczne Stosunek powierzchni
(mm/rok)
1.4439 Stal węglowa 1:1 0,31
4:1 0,75
10:1 2,10
1.4439 AlMg 4,5 Mn 1:1 0,17
4:1 0,26
10:1 0,95
1.4439 CuNi 10 Fe 4:1 0,07
4:1 0,18
1.4439 CuZn 20 Fe
4.1 Woda i oczyszczanie ścieków 1.4571 są odporne na korozję, jeżeli będą
poddane prawidłowej obróbce. Istnieją tak-
Oddziaływanie korozyjne wody na stal że liczne przypadki udanego zastosowania
nierdzewną może znacznie się zmieniać w gatunku 1.4301.
zależności od jej składu: woda deminerali- W wodzie pitnej ryzyko korozji galwa-
zowana bez zanieczyszczeń nie jest korozyj- nicznej jest umiarkowane. Od wielu lat z
na (z wyjÄ…tkiem bardzo wysokich tempera- powodzeniem, bez awarii w wyniku korozji
tur). Woda pitna oraz wody o podobnym galwanicznej (rysunek 12) stosuje się połą-
składzie zawierają umiarkowane stężenie jo- czenia stali nierdzewnej z miedzią, stopami
nów chlorkowych (maks. 250 mg/L, zgodnie miedzi oraz tombakiem w zastosowaniach
z Dyrektywa UE dotyczącą jakości wód pit- takich jak rury ciepłej i zimnej wody, złączki
nych). W niesprzyjajÄ…cych warunkach mogÄ… rurowe oraz zbiorniki. W wodzie o niskim stÄ™-
one doprowadzić do korozji wżerowej i żeniu tlenu można stosować połączenia sta-
szczelinowej a pod wpływem łącznego od- li węglowej ze stalą nierdzewną, podczas
działywania wysokiej temperatury i stężenia gdy łączenie stali ocynkowanej i stopów alu-
chlorków do korozji naprężeniowej. W więk- minium może skutkować korozją galwanicz-
szości przypadków austenityczne gatunki ną aluminium [2].
stali CrNiMo takie jak 1.4401, 1.4404 i W systemach ścieków komunalnych wa-
11
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
runki pracy sÄ… mniej oczywiste. Takie wody
charakteryzują się różnym składem, niektó-
re wykazujÄ… wysokie przewodnictwo i nie-
bezpieczeństwo korozji galwanicznej jest
także podwyższone, z powodu wysokiej
ogólnej korozyjności ścieków dla wielu ma-
teriałów. W tablicy 6 podano kompatybilność
różnych materiałów w napowietrzonych ście-
kach. W przypadku połączeń lutowanych de-
cydującym czynnikiem jest dobór lutu od-
pornego na korozjÄ™.
Rysunek 12:
W instalacjach wodociÄ…go-
wych z powodzeniem stosuje
się połączenia stali nierdzew-
nej z miedziÄ… i jej stopami np.
brązem ołowiowym.
Tablica 6: Kompatybilność materiałów w środowisku napowietrzonych ścieków.
Materiał o małej powierzchni
Stal węglowa / Zn / Stal
Al Cu
żeliwo stal ocynkowana nierdzewna
Stal węglowa / żeliwo +* +*  o /  +*
Zn / stal ocynkowana  +  o* +*
Al  o /  +*  +*
Cu    +* +*
Stal nierdzewna    o+
Stal w betonie    ++
Legenda: + dobra o niepewna  słaba
* A
ączenie tych materiałów ma niewielki wpływ na przyśpieszenie korozji, ale ich połączenie nie jest zalecane z powodu wyso-
kiej szybkości korozji własnej materiału mniej szlachetnego w takiej parze.
12
Materiał o dużej powierzchni
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Woda morska (o stężeniu chlorków około
2,5
1000 mm
16000 mg/L) oraz podobne wody o wysokim
150 mm
0,2 mm
stężeniu chlorków powodują silną korozję
2
stali i zwykle wymagają użycia gatunków
wysokostopowych takich jak EN 1.4462,
1,5
1.4439, 1.4539, i 1.4565 lub stopów niklu.
Zalecenia dla przeciwdziałania korozji róż-
1
nych materiałów metalowych w systemach
wodnych sÄ… zawarte w normie EN 12502,
0,5
części 1 do 5 [2]. Ryzyko korozji galwanicz-
nej zasadniczo zależy od przewodności wo-
0
dy (zobacz rozdział 2). Pod tym względem 02468 10 12
woda demineralizowana jest zwykle bez-
Stosunek powierzchni katoda / anoda
pieczna.
Środowiska o wysokiej przewodności ta-
Rysunek 13:
Wpływ stosunku po-
kie jak woda morska sprzyjajÄ… korozji gal-
wierzchni anody i katody
wanicznej. Dotyczy to nie tylko elementów ze cję stali nierdzewnej w kierunku wartości do-
oraz odległości między
stopów aluminium, cynku lub ocynkowanych datnich z 200 do 300 mV. Takie przesunięcie
nimi na szybkość korozji
stali węglowych, ale także z miedzi i brązu może wywołać korozję szczelinową i wżero-
stali węglowej stykającej
siÄ™ ze stalÄ… nierdzewnÄ… w
ołowiowego. Rysunek 13 przedstawia wpływ wą gatunków ferrytycznych i nierdzewnych
środowisku wody mor-
stosunku powierzchni anody i katody oraz stali austenitycznych bez dodatku molibde-
skiej (trwałe zanurzenie
odległości między nimi na szybkość korozji nu, nawet w środowisku o niskim stężeniu
w Morzu Północnym).
połączenia stali nierdzewnej ze stalą węglo- chlorków. Przykład takiego procesu przed-
wą. Można zauważyć, że w środowisku o wy- stawiono na rysunku 14. Uszkodzenia koro-
sokim przewodnictwie odległość między ka- zyjne w zakładach wodociągowych w nie-
todą i anodą ma wpływ na szybkość korozji. których zbiornikach z wodą zasilającą o
Elementy metalowe mogą ulegać korozji gal- średnim stężeniu chlorków 150 mg/L wystę-
wanicznej nawet, jeżeli są od siebie oddalo- powały głównie w elementach złącznych ze
ne pod warunkiem, że między mini występu- stali nierdzewnej łączących płytę podstawy
je elektrycznie przewodzące połączenie (na filtru ze zbrojonym betonem. Korozję wżero-
przykład przez zwykły grunt). wa i szczelinową obserwowano jedynie w
W systemach uzdatniania wody, gdzie zbiornikach filtracyjnych, w których zastoso-
wystąpi kontakt stali nierdzewnej z aktyw- wano aktywny węgiel i mógł on mieć kontakt
nym węglem, powszechnie używanym w fil- z elementami złącznymi podczas operacji
trach wodnych występuje ryzyko korozji płukania. Na różne podzespoły i elementy
ogólnej. W niektórych przypadkach luz
ne złączne zastosowano stale 1.4301, 1.4571 i
cząstki materiału filtracyjnego mogą mieć 1.4401, ale raz przez pomyłkę użyto ferry-
kontakt ze stalą nierdzewną. Duża po- tycznej stali nierdzewnej gatunku 1.4016.
wierzchnia styku takich cząstek może od- Nie jest zaskakujące, że był on najbardziej
działywać jak katoda i przesuwać polaryza- zaatakowany przez korozję.
13
2
Szybkość korozji w g/m h
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 14:
Korozja galwaniczna ele-
mentów złącznych ze stali
nierdzewnej w zbiorniku
filtracyjnym, w instalacji
uzdatniania wody, gdzie
zastosowano aktywny
węgiel: złącze (po lewej) i
rozmontowana śruba ko-
twiczÄ…ca ze stali nierdzew-
nej 1.4016 (po prawej)
wykazujÄ… znaczny ubytek
materiału w wyniku koro-
zji.
4.2 Elementy pracujące w warunkach ni ma ograniczony wpływ, więc dobrze zna-
atmosferycznych ne zasady stosunku powierzchni nie obo-
wiÄ…zujÄ….
Pomimo, że elektrolit jest typowo na sta- Ze względu na ograniczony zasięg ogni-
Å‚e obecny w przewodach i zbiornikach na me- wa w warunkach atmosferycznych, aby za-
dium wodne to niekoniecznie jest to przypa- pobiec korozji galwanicznej wystarcza zwy-
dek elementów pracujących w warunkach kle zakrycie stali nierdzewnej na wąskim
atmosferycznych. W takich warunkach koro- obszarze wzdłuż linii styku.
zja może wystąpić jedynie podczas wysta- Trwale wilgotne obszary szczelin między
wienia na działanie wilgoci. Powierzchnia stalą nierdzewną i mniej szlachetnymi mate-
niekoniecznie musi mieć bezpośredni styk z riałami takim jak aluminium, cynk lub ele-
deszczem lub pryskającą wodą. Często na menty ocynkowane mogą stanowić problem.
powierzchni w wyniku absorpcji pary wodnej Sprawdzonym środkiem zapobiegawczym
z powietrza może powstać mikroskopowa są elastyczne uszczelnienia wypełniające
warstwa wilgoci lub też wystąpić widoczna szczelinę. Uszczelnienia podatne na wzrost
kondensacja. Zanieczyszczenia i higrosko- kruchości i pękanie wewnątrz szczeliny mo-
pijne osady obecne na powierzchni mogą gą jednak pogorszyć sytuację.
mieć znaczący wpływ na czas trwania ta- W tablicy 7 zawarto dane o kompatybil-
kiej warstwy wilgoci. Słabe napowietrzenie ności różnych materiałów w warunkach at-
szczelin, np. pod podkładkami lub między mosferycznych.
blachami łączonymi na zakładkę może do-
prowadzić do praktycznie trwałej obecności
wilgoci. W przeciwieństwie do korozji ele-
mentów w systemach wodnych, powstałe
ogniwa mogą obejmować bardzo ograniczo-
ną powierzchnię. Dwa materiały oddziałują
na siebie w bardzo ograniczonej strefie
wzdłuż linii styku, bez wystąpienia dużej po-
wierzchni styku, która odgrywa decydującą
rolÄ™. W tym przypadku stosunek powierzch-
14
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
4.3 Stal nierdzewna w budownictwie ra znaczenia jedynie w pobliżu obszaru
i konstrukcjach wzdłuż linii styku.
W elementach wystawionych na działa-
Użycie stali nierdzewnych w budownic- nie atmosfery zewnętrznej czas zwilżania
twie i konstrukcjach ciÄ…gle wzrasta. Poza jest czynnikiem kluczowym. Sporadyczne i
możliwościami wzornictwa architektonicz- krótkookresowe oddziaływanie wilgoci zwy-
nego jest ona łatwa w obróbce i wykazuje kle nie powoduje korozji galwanicznej. Na
wysoką odporność na korozję. Stale nie- skutek tego wszystkie czynniki projektowe
rdzewne są stosowane na liczne po- nabierają dużego znaczenia. Czynniki sprzy-
wierzchnie, elementy konstrukcyjne oraz jajÄ…ce szybkiemu osuszaniu warstwy wilgo-
złączne (np. śruby). Najczęściej stoso- ci (dobre napowietrzenie, brak szczelin, swo-
wane są gatunki typu 18/8 CrNi i 17/12/2 bodny spływ wody deszczowej, gładkie
CrNiMo  ten drugi zwłaszcza na wysokiej ja- powierzchnie) ograniczają ryzyko korozji.
kości powierzchnie użytkowane w środowi- Jednak, obszary trwale zawilgocone (w
sku przemysłowym i miejskim lub elementy szczelinach lub miejscach osłoniętych), za-
konstrukcyjne takie jak podpory elewacji. legajÄ…ca woda i zanieczyszczenia mogÄ…
Często trudno jest uniknąć połączenia stali zwiększyć ryzyko korozji galwanicznej. Ele-
nierdzewnej z innymi materiałami metalo- menty zewnętrzne, z których deszcz usuwa
wymi. Zjawiska korozyjne zależą w szczegól- zanieczyszczenia, o dobrym napowietrze-
ności od czynników projektowych: od wiel- niu, przez co szybko schną są mniej podat-
kości powierzchni zwilżanej przez deszcz lub ne na korozję niż elementy osłonięte, które
skraplanie, czy jest to środowisko zewnętrz- pomimo ochrony przed deszczem pozostają
ne czy wewnętrzne, a wzajemne oddziały- wilgotne przez dłuższy czas i na ich po-
wanie metali nie ma dużego zasięgu i nabie- wierzchni zbierają się zanieczyszczenia.
Tablica 7: Kompatybilność materiałów w powietrzu atmosferycznym.
Materiał o małej powierzchni
Stal węglowa / Zn / Stal
Al Cu
żeliwo stal ocynkowana nierdzewna
Stal węglowa /
+*   +* +*
żeliwo
Zn /
+* ++ +
o
stal ocynkowana
Al o /  o+ o /  +
Cu    ++
Stal nierdzewna   o /  ++
Legenda: + dobra o niepewna  słaba
* A
ączenie tych materiałów ma niewielki wpływ na przyśpieszenie korozji, ale ich połączenie nie jest
15
zalecane z powodu wysokiej szybkości korozji własnej materiału mniej szlachetnego w takiej parze.
Materiał o dużej powierzchni
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 15:
Połączenie pokrywy
Stal ocynkowana
ze stali nierdzewnej
(element elewacji) przy
Czerwona
użyciu ocynkowanych
rdza  korozja stali
śrub: śruby wykazują
białą rdzę i początki
przebarwień (korozja
Biała rdza 
stali) po roku eksploata-
korozja cynku
cji w atmosferze miej-
skiej.
Stal nierdzewna
Pomimo, że stosunek powierzchni ma puje ryzyko korozji. Podczas naprawy da-
ograniczone znaczenie w ustaleniu niebez- chów nie jest również niezwykłe łączenie
pieczeństwa korozji to należy unikać projek- większych powierzchni stali nierdzewnej z
tów, w których występuje mała anoda i rela- innymi metalami. Takie połączenie można
tywnie duża katoda. W takim przypadku także uznać za bezpieczne chyba, że stosu-
korozja galwaniczna może wystąpić nawet w nek powierzchni między stalą nierdzewną i
dobrze napowietrzonych obszarach. aluminium lub ocynkowanÄ… stalÄ… znacznie
Rysunek 15 przedstawia przykład. Górne przekracza 1:1.
zakończenie poziomego profilu ze stali nie- Rysunki od 16 do 19 przedstawiają prak-
rdzewnej w elewacji ze stali i szkła zostało tyczne przykłady efektywnego zapobiegania
skręcone dwoma ocynkowanymi śrubami. korozji galwanicznej w różnych elementach
Począwszy od szczeliny między pokrywą i elewacji budynków.
śrubami widoczna jest biała rdza a na pew-
nym obszarze nawet korozja materiału ba-
zowego. Zjawiska te zaobserwowano tylko
po około 12 miesiącach eksploatacji, co po-
kazuje, że nie jest to trwałe rozwiązanie.
Ocynkowane śruby powinny być zastąpione
elementami ze stali nierdzewnej.
W technice dachowej, zarówno podczas
remontów jak i w nowych budynkach do łą-
czenia innych materiałów metalowych lub
materiałów z powłokami metalicznymi sto-
suje się głównie elementy złączne ze stali
nierdzewnej. W takich połączeniach mate-
riałów z powodu korzystnego stosunku po-
wierzchni anody i katody ogólnie nie wystę-
16
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 16:
Połączenie zewnętrznych
paneli ze stali nierdzew-
nej do szkieletu ze stali
węglowej w konstrukcji
Atomium, Bruksela.
Rysunek 17:
Panel zewnętrzny ze stali
nierdzewnej jest odizolo-
wany od wewnętrznej
konstrukcji nośnej ze stali
ocynkowanej przez odpo-
wiednio uszczelnione złą-
cze.
Rysunek 18:
Wytwarzanie izolowanych
paneli, gdzie zewnętrzne
poszycie stanowi stal
nierdzewna a płaszcz
wewnętrzny ocynkowana
stal węglowa.
Rysunek 19:
W celu ochrony przed ko-
rozją galwaniczną, okła-
dzina ze stali nierdzewnej
jest łączona do wewnętrz-
nej konstrukcji nośnej ze
stali węglowej jedynie w
obszarach gdzie nie wy-
stępuje wilgoć.
17
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
4.4 Stal nierdzewna w zastosowa-
niach transportowych
W samochodach osobowych oraz innych
pojazdach drogowych stale nierdzewne (ga-
tunki ferrytyczne o stężeniu 12-18 % chro-
mu i gatunki austenityczne z około 18 %
chromu) sÄ… stosowane na opaski dekoracyj-
ne, systemy wydechowe (Rysunek 20), zbior-
niki paliwa (Rysunek 21) oraz coraz częściej
na elementy nadwozi. W zastosowaniach ko-
lejowych zwykle stosuje siÄ™ gatunki ferry-
tyczne w połączeniu z warstwami ochronny-
mi (Rysunki 22, 23, 24). Istnieje także długa
tradycja stosowania austenitycznej stali nie-
rdzewnej w wagonach kolejowych (Rysunek
25), w wielu częściach świata, bez proble-
mów związanych z korozją galwaniczną.
Rysunek 20:
Samochodowe układy
wydechowe sÄ… zwykle
Rysunek 21:
wytwarzane ze stali
Stal nierdzewna jest co-
nierdzewnej. Gumowe
raz częściej stosowana
elementy połączeń
na zbiorniki paliwa.
przeciwdziałają korozji
Połączenie mocujące
galwanicznej.
zbiornik zapewnia
przerwę w przewodności
elektrycznej złącza.
18
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 22:
Proste techniki
Rysunek 23:
uszczelniania spra-
Konstrukcja ściany bocz-
wiają, że nadwozia
nej i panele zewnętrzne
tramwajów z ferrytycz-
poszycia wagonu osobo-
nej stali nierdzewnych
wego sÄ… wykonane z
sÄ… kompatybilne z
różnych gatunków stali
podwoziem ze stali
nierdzewnej. WykazujÄ…
węglowej.
one jednakowy potencjał,
dlatego korozja galwa-
niczna nie wystÄ…pi.
Rysunek 24:
Stale nierdzewne (zwykle
malowane gatunki stali
ferrytycznych) użyte do
budowy autobusów oraz
wagonów dowiodły kom-
patybilności z podwo-
ziami ze stali węglowych.
W takich zastosowaniach należy także
unikać szczelin między elementami ze stali
nierdzewnej i mniej szlachetnymi materiała-
Rysunek 25:
mi, które mogą ulegać korozji z powodu
Wagony kolejowe o
zanieczyszczeń i wilgotności. Kolejny raz
zewnętrznym poszyciu
szczeliny mogą być wypełnione odpowied-
z austenitycznej stali
nim polimerem. Innym efektywnym środ- nierdzewnej są z powo-
dzeniem stosowane, w
kiem ostrożności przeciw korozji galwanicz-
wielu częściach świata,
nej w zastosowaniach transportowych jest
bez problemów związa-
stosowanie lokalnych warstw ochronnych w
nych z korozjÄ… galwa-
miejscach styku od strony stali nierdzewnej. nicznÄ….
19
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Najczęściej zadawane pytania
Pytanie: odporny na korozjÄ™ w rozpatrywanych wa-
Czy połączenie stali nierdzewnych o róż- runkach (Rysunek 26).
nym składzie chemicznym powoduje ryzyko
korozji galwanicznej? Pytanie:
Odpowiedz
: Czy można stosować połączenia stali nie-
Między stalami nierdzewnymi różnego rdzewnej z miedzią lub ocynkowaną stalą w
typu (także między stopami o różnej odpor- domowych systemach wodociągowych?
ności korozyjnej) zwykle nie występuje ko- Odpowiedz
:
Nie należy się spodziewać problemów
Rysunek 26:
podczas Å‚Ä…czenia stali nierdzewnej z miedziÄ…
Między różnymi typami
w instalacjach wodociągowych, ponieważ
stali nierdzewnych nie
wystÄ…pi korozja galwa-
oba materiały w wodzie pitnej mają podob-
niczna nawet, jeżeli nie
ny potencjał korozyjny. Elementy instalacji
majÄ… one takiej samej
wodociÄ…gowych ze stali ocynkowanej ognio-
odporności korozyjnej.
wo mogą być także łączone ze stalą nie-
rdzewną, ale zleca się stosować złączki ru-
rowe z miedzi i stopów cynku lub tombaku.
Pytanie:
Czy pręt zbrojeniowy ze stali nierdzewnej
rozja galwaniczna, ponieważ potencjały ko- może być połączony ze stalą węglową w
rozyjne obu stykajÄ…cych siÄ™ metali sÄ… zbrojonym betonie?
identyczne. Jednak odporność korozyjna Odpowiedz
:
każdego ze stopów musi być rozpatrywana Tak, dla zbrojeń ze stali węglowej takie
indywidualnie. Materiał o niższej odporności połączenie zwykle nie zwiększa korozji, po-
korozyjnej musi być również wystarczająco nieważ ich potencjały korozyjne są identycz-
20
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
Rysunek 27:
ne. Takie połączenie może być stosowane
Stal nierdzewna
Zbrojenie ze stali nie-
dla zapobiegania korozji, gdy zbrojenie wni- Stal węglowa
rdzewnej może być łą-
ka w beton lub ma styk z rurami. Połączenie
czone ze stalą węglową
musi być dobrze zatopione w betonie z mi- bez ryzyka korozji galwa-
nicznej, jeżeli zapew-
nimalną grubością warstwy betonu na 3 cm.
niona jest minimalna
Jeżeli pręty zbrojeniowe ze stali węglowej
grubość warstwy betonu
znajdujÄ… siÄ™ w stanie aktywnym (to znaczy
oraz stal węglowa znaj-
uległy depasywacji pod wpływem jonów dzy materiałami w obszarze gwintu, więc duje się w stanie pasyw-
nym.
chlorkowych lub karbonatyzacji betonu) to podkładki mogą być zalecane, podczas gdy
może wystąpić korozja galwaniczna. Jednak powierzchnie bardziej narażone na korozję
w większości przypadków takie oddziaływa- powinny być dodatkowo chronione.
nie jest słabsze niż w wyniku nieuchronnego
powstawania ogniw galwanicznych między Pytanie:
aktywnymi i pasywnymi prętami zbrojenia ze Czy zakończenia rur balustrady ze stali
stali węglowej (korozja galwaniczna w wyni- nierdzewnej mogą być przytwierdzone do
ku ogniwa aktywacyjno-pasywnego), pod- słupków ze stali węglowej?
czas gdy katodowa wydajność stali nie- Odpowiedz
:
rdzewnej jest dużo niższa niż stali węglowej Jeżeli projekt konstrukcji zapobiega dłu-
(Rysunek 27). gotrwałej akumulacji elektrolitu (na przykład
deszczu lub topniejącego śniegu) takie po-
Pytanie: Å‚Ä…czenie jest akceptowalne. W przeciwnym
Czy podkładki wykonane z izolacyjnego razie należy zastosować plastikowe tulejki.
polimeru efektywnie zapobiegajÄ… korozji
kontaktowej połączeń mechanicznych?
Odpowiedz
:
Takie połączenie nie przerywa styku mię-
21
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
5 Zapobieganie korozji galwanicznej
Oczywistym sposobem zapobiegania ko- ochronnej odsłania anodę o małej po-
rozji galwanicznej jest dobór w fazie projek- wierzchni, która może szybko korodować.
towej odpowiednio kompatybilnych mate- W złączach dla ograniczenia katodowego
riałów. Jeżeli użyte materiały mogą ze sobą oddziaływania części ze stali nierdzewnej
reagować to należy zastosować odpowied- często wystarcza pokryć warstwą ochronną
nie warstwy ochronne - izolacyjne. Scharak- stal nierdzewną jedynie w okolicach połą-
teryzowano je w rozdziale 2. Na rysunku 3 czenia (Rysunek 28). Szerokość strefy, jaką
przedstawiono praktyczne przykłady: należy pokryć zależy od przewodności śro-
" Elektrycznej izolacji elementów (izola- dowiska korozyjnego. Elementy wystawione
tor, plastikowe tulejki lub poliamido- na działanie zwykłej atmosfery otoczenia,
we podkładki), przy raczej słabo przewodzącej warstwie
" Umiejscowienia złącza w obszarze, elektrolitu wystarczy pokryć wzdłuż linii sty-
gdzie nie występuje wilgoć, ku na szerokości tylko kilku centymetrów po
" Nanoszenia warstwy ochronnej na ka- stronie stali nierdzewnej. Dla ciekłych, sło-
todę lub anodę i katodę (zarówno na nych elektrolitów o grubości kilku milime-
dużych powierzchniach jak i lokalnie trów, efektywny obszar katodowy staje się
w pobliżu złącza). szeroki na 10 cm.
Należy zaznaczyć, że umieszczenie war-
stwy ochronnej jedynie na anodzie nie zapo-
biega korozji galwanicznej. Niedoskonałości
warstwy ochronnej lub jej miejscowe uszko-
dzenia, których jest trudno uniknąć na placu
budowy sÄ… czynnikiem krytycznym dla po-
wstania korozji. Każde uszkodzenie warstwy
Rysunek 28:
Zapobieganie korozji
galwanicznej stali ocyn-
Stal nierdzewna
Stal
kowanej przez zastoso- nierdzewna
wanie warstwy ochronnej
na niewielkim obszarze
od strony stali nierdzew-
nej. Rezultaty po 48 go-
dzinach badań w mgle
solnej: bez warstwy
ochronnej, korozja gal-
waniczna powoduje rdzÄ™
(po lewej) oraz stal nie-
rdzewna z warstwÄ…
ochronnÄ… w strefie styku
Warstwa ochronna
Stal ocynkowana na stali nierdzewnej Stal ocynkowana
zapobiega korozji galwa-
nicznej (po prawej).
22
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
6 Literatura
[1] DIN EN ISO 8044, [8] W. Schwenk
Ausgabe:1999-11  Probleme der Kontaktkorrosion
Korrosion von Metallen und Metalloberfläche 35
Legierungen  Grundbegriffe (1981) Nr. 5, S. 158
und Definitionen
[9] K.-H. Wiedemann, B. Gerodetti, R.
[2] PN-EN 12502, Części 1-5, Ochrona Dietiker, P. Gritsch
materiałów metalowych przed korozją,  Automatische Ermittlung von
Wytyczne do oceny ryzyka wystÄ…pienia Kontaktkorrosionsdaten und ihre
korozji w systemach rozprowadzania i Auswertung mittels
magazynowania wody. Polarisationsdiagrammen
Werkstoffe und Korrosion 29 (1978)
[3] H. Gräfen, S. 27
 Korrosionsschutz durch
Information und Normung [10] E. Hargarter, H. Sass
Kommentar zum DIN-Taschenbuch  Kontaktkorrosion zwischen verschie-
219, Verlag Irene Kuron, Bonn (1988) denen Werkstoffen in Meerwasser
S. 37 Jahrbuch der Schiffbautechnischen
Gesellschaft 80
[4] H. Spähn, K. Fäßler (1986) S. 105
 Kontaktkorrosion
Werkstoffe und Korrosion 17 (1966) [11] R. Francis
S. 321  Galvanic Corrosion:
a Practical Guide for Engineers
[5] D. Kuron NACE International (2001)
 Aufstellung von Kontaktkorrosions- Houston Texas 77084
tabellen für Werkstoffkombinationen ISBN 1 57590 110 2
in Wässern
Werkstoffe und Korrosion 36 (1985) [12] GfKorr-Merkblatt 1.013
S. 173  Korrosionsschutzgerechte
Konstruktion
[6] D. Kuron, E.-M. Horn, H. Gräfen (2005)
 Praktische elektrochemische
Kontaktkorrosionstabellen von [13] Allgemeine bauaufsichtliche
Konstruktionswerkstoffen des Chemie- Zulassung Z-30.3-6
Apparatebaues  Erzeugnisse, Verbindungsmittel und
Metalloberfläche 26 Bauteile aus nichtrostenden Stählen
(1967) Nr. 2, S. 38 (jeweils gültige Fassung)
Sonderdruck 862 der Infor-
[7] H. Spähn, K. Fäßler mationsstelle Edelstahl Rostfrei
 Kontaktkorrosion im
Maschinen- und Apparatebau
Der Maschinen Schaden 40 (1967)
Nr. 3, S. 81
23
K O N T A K T S T A L I N I E R D Z E W N E J Z I N N Y M I M A T E R I A A
A M I M E T A L O W Y M I
24
ISBN 978-2-87997-328-9
Diamant Building · Bd. Aug. Reyers 80 · 1030 Bruksela · Belgia · Telefon [phone] · Fax -69 · e-mail [e-mail] · www.euro-inox.org