WPROWADZENIE
DO KOROZJI
EWE III
temat 2.16
4 godz.
Podstawy korozji
1 Definicja
2 Wprowadzenie
3 Formy korozji
4 Metody ochrony przed korozją
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 korodują 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 i
chemiczna
Zależnie od środowiska
korozja wodna
korozja atmosferyczna
korozja wysoko temperaturowa
Mechanizm korozji elektrochemicznej
Na powierzchni metalu można zlokalizować
miejsca mające 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
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 tendencję do korozji
Metale o potencjałach wyższych od NEW
metale szlachetne
Metale o potencjałach niższych od NEW 
metale nieszlachetne (aktywne
elektrochemicznie)
Formy korozji - galwaniczna
Tablica 1. Praktyc zny s zereg napięciowy
w ybranyc h me tali w 3 % NaCl
Metal Symbol Pote ncjał względe m NEW
Platyna Pt + 0,47 V
Tyta n 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
wykonaną z brązu
śruba z brązu łącząca konstrukcję stalową.
Stal w układzie jest anodą,
brąz jest katodą.
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). powierzchnią brązu.
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 zawierających 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
Kolumna destylacyjna, 316 SS, 120 C, kilka lat
kwas octowy + mrówkowy i propionowy
Korozja szczelinowa w środkowej części wyparki od
strony wylotu aminy
Formy korozji
Korozja międzykrystaliczna
Jeżeli węgliki chromu wytrącają
się na granicy ziaren to
oznacza, że stal uległa
uczuleniu.
W warunkach rzeczywistych
uczulenie następuje w strefie
oddziaływania ciepła podczas
prac spawalniczych.
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
pozostawiając osnowę wykonaną 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 się w
strumieniu cieczy
Usuwanie tlenków, usuwanie metalu, korozja
spowodowana przepływem, kawitacja
Korozja erozja H2S + NH3
Strumień dwufazowy:
*woda nasycona H2S +3-6% NH3
*gaz - H2S nasycony parą wodną
Chłodnica wodna refluksu regeneratora
6045 C
gaz 2000 Nm3/h
ciecz 3000 kg/h
erozja płaszcza przy króćcu wlotowym
wżerki (pin points na rurkach 1H18N10T)
inicjacja korozji szczelinowej rurek
Monitorowanie grubości ścianek
Symetryczne układy
Chłodnica wodna refluksu regeneratora - erozja płaszcza
przy króćcu wylotowym
Korozja-erozja w górnej części płaszcza wyparki
regeneratora aminy
Formy korozji
Korozja naprężeniowa
Specyficzne współdziałanie
środowiska korozyjnego i naprężeń.
Ochrona przed korozją
Podstawowym celem ochrony przed
korozją jest zmniejszenie szybkości
korozji do akceptowalnego poziomu.
Znaczenie ochrony przed korozją
Straty do 3 tys. $ na mieszkańca
ok. 30% strat  brak wiedzy
Ochrona ma duże znaczenie proekologiczne -
pozwala unikać skażeń i chroni instalacje
ochrony środowiska (IOS, oczyszczalnie)
Ochrona przeciwkorozyjna jest ciągle
niedoceniana przez decydentów,
projektantów i wykonawców
Metody ochrony przed korozją
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 korozją
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 podlegającej ochronie.
Ochrona elektrochemiczna
Zmiana potencjału w kierunku wartości
aktywnych, poniżej potencjału mikro-anod
(zwykle o 150-300 mV)
Zastosowanie: konstrukcje pod wodą, lub osadzone
w gruncie
Zwykle ochrona kombinowana, stosowana łącznie 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 powodujące korozję
Parametry korodującego obiektu