Centrum Kształcenia Ustawicznego

w Ostrowcu Świętokrzyskim

Praca kontrolna nr 1

Z przedmiot: Techniki wytwarzania z materiałoznastwem.

Temat: „Korozja metali i sposoby jej zabezpieczania.”

Prowadzący: Arleta Szymańska

Adamczyk Mirosław SEM. I

Ocena: Rok 2010/2011

Korozja - ogólna nazwa procesów niszczących mikrostrukturę materiału, które prowadzą do jego rozpadu. Korozja zachodzi pod wpływem chemicznej i elektrochemicznej reakcji materiału z otaczającym środowiskiem.

Korozja rozpoczyna się zwykle drobnymi zmianami zaatakowanej powierzchni występującymi najczęściej w miejscach zagięcia materiału, a następnie postępuje w głąb, niszcząc substancje najbardziej podatne na korozję. Produkty korozji tworzą czasami warstwę pasywną chroniącą przed dalszym rozkładem, w innych zaś przypadkach mogą być kolejnym czynnikiem powodującym korozję. Typowym przykładem korozji jest powstawanie rdzy na powierzchni stopów żelaza.

Czynniki wpływające na proces korozji:

1. obecność zanieczyszczeń

2. zmiany temperatury i ciśnienia

3. naprężenie materiału

4. struktura krystaliczna materiału

Rodzajów korozji:

1. korozja atmosferyczna

2. korozja chemiczna- Korozja chemiczna metali następuje w wyniku działania suchych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu elektrycznego. Przykładem korozji chemicznej może być działanie tlenu na metale w podwyższonej temperaturze w rezultacie którego na powierzchni metalu powstaje warstwa tlenku. Utlenianie metalu do jego tlenków nie zawsze jest procesem szkodliwym. Jeżeli warstwa tlenku jest dostatecznie zwarta i mocno związana z powierzchnią metalu, chroni ona (pasywuje) metal przed dalszym utlenianiem. Glin jak wynika z jego położenia w szeregu napięciowym metali jest metalem nieszlachetnym. Jednak ten metal i jego stopy odznaczają się w środowisku obojętnym dużą odpornością na korozję, wynikającą z utworzenia się pasywnej, trudno rozpuszczalnej warstwy tlenku AlOOH. Podobne tlenkowe warstewki ochronne tworzy cynk, chrom i nikiel. Do korozji chemicznej zalicza się także czernienie przedmiotów srebrnych na powietrzu. Głównym składnikiem ciemnego nalotu jest siarczek srebra powstający w reakcji srebra ze związkami siarki zawartymi w powietrzu.

3. korozja elektrochemiczna- Korozja elektrochemiczna jest najbardziej powszechnym rodzajem korozji. Należy do niej powszechnie spotykane zjawisko korozji atmosferycznej, która spowodowana jest działaniem na metale wilgotnego powietrza i zawartych w nim zanieczyszczeń.Korozja elektrochemiczna powstaje wskutek działania krótko zwartych ogniw na styku metalu z elektrolitem. Ogniwa te powstają w rezultacie niejednorodności chemicznej (lub fizycznej) metalu np. na styku różnych metali, bądź wskutek niejednorodności krystalicznej w strukturze metalu.Korozja metali najczęściej objawia się poprzez powierzchniowe ubytki metalu (plamy i wżery), bądź przez obniżenie wytrzymałości metali. Najczęściej szybkość korozji określa się przez ubytek masy próbki metalu pod wpływem działania czynnika korodującego na jednostkę powierzchni i czasu.

4. korozja biologiczna

5. korozja jądrowa

6. korozja naprężeniowa

7. korozja zmęczeniowa

8. korozja międzykrystaliczna

9. korozja wżerowa

10. korozja równomierna

11. korozja selektywna

12. korozja cierna

Ochrona metali przed korozją

W celu ochrony metali przed korozją stosuje się:

1. powłoki metaliczne i -- warstwy metalu na powierzchni wyrobu, służące do jego ochrony przed korozją lub do celów ozdobnych. Nakłada się je różnymi metodami technologicznymi:

• elektrolitycznie - pokrywanie złotem, srebrem, miedzią, niklem, chromem, cyną, cynkiem.

• ogniowo - powlekanie metalu w kąpielach stopionego metalu ochronnego (cynk, cyna, ołów, glin).

• chemicznie - poprzez bezprądowe kąpiele lub natrysk soli wraz z reduktorem.

platerowanie - nakładanie powłok z platery z użyciem nacisku (srebro, miedź, glin).

Powłoki niemetaliczne- wywoływane są na powierzchni metali przez wytworzenie na niej związku chemicznego w wyniku zabiegów chemicznych jak:

- utlenianie (oksydowanie) mające na celu wytworzenie na chronionym metalu pasywnych warstewek tlenkowych

- fosforanowanie za pomocą kwasu fosforowego (tworzą się trudno rozpuszczalne fosforany metali)

- chromianowanie za pomocą mieszaniny kwasu chromowego i siarkowego w wyniku którego tworzą się powłoki chromianowe.

Do niemetalicznych powłok ochronnych zalicza się również emalie szkliste, które wyróżniają się dobrą odpornością na działanie alkaliów, kwasów a także na działanie rozpuszczalników organicznych i na działanie podwyższonych temperatur.

2. ochronę katodową- ochrona antykorozyjna, która polega na tym, że do konstrukcji chronionej dołącza się zewnętrzną anodę w postaci metalu o potencjale standardowym niższym niż materiał chronionej konstrukcji.

Płytka taka nazywa się protektorem. Połączenie protektora z konstrukcją chronioną wykonuje się poprzez bezpośredni styk lub za pomocą przewodnika. Materiał chronionej konstrukcji staje się katodą i nie koroduje. Cynk jest dobrym protektorem dla konstrukcji stalowych pracujących w wodzie morskiej.

3. inhibitor korozji- to środek chemiczny hamujący przebieg procesów niszczenia materiałów instalacji. Inhibitory mogą zmniejszać szybkość postępowania korozji poprzez tworzenie warstwy ochronnej na powierzchni metalu, nie usuwając jednak powstałych przed ich użyciem skutków korozji - rdzy i osadu. Do oczyszczania instalacji z tego typu zanieczyszczeń służą inne preparaty chemiczne.

OCHRONA METALI PRZED KOROZJĄ
W zależności od rodzaju korozji i charakteru chemicznego czynników korozyjnych istnieje wiele sposobów zapobiegania lub zmniejszania skutków korozji:
Podstawowym sposobem ochrony przed korozją chemiczną jest dobór odpowiedniego materiału do warunków środowiska agresywnego.
Znacznie można obniżyć działanie korodujące niektórych czynników przez zastosowanie inhibitorów (opóźniaczy) korozji. Inhibitory tworzą zwykle na powierzchni metalu warstewki ochronne hamujące szybkość korozji. Dla korozji w środowisku alkalicznym jako inhibitory korozji stosowane są sole cyny, arsenu, niklu i magnezu, zaś w środowisku kwaśnym: krochmal, klej lub białko.
Zabezpieczenie przed korozją elektrochemiczną stanowi tak zwana ochrona katodowa. Ochrona katodowa polega na połączeniu chronionej konstrukcji z metalem mniej szlachetnym, tworzącym anodę (protektor) ogniwa, natomiast katodą jest obiekt chroniony. Połączenie takiej anody z konstrukcją chronioną wykonuje się przez bezpośredni styk ( tzw. powłoki anodowe) lub za pomocą przewodnika. Za pomocą protektorów chroni się przed korozją duże obiekty stalowe, takie jak kadłuby statków, rurociągi i podziemne zbiorniki. Protektorami są blachy lub sztaby wykonane z metali aktywnych jak: cynk, magnez lub glin, połączone przewodami z obiektem chronionym. W utworzonym w ten sposób ogniwie anodą jest protektor, który ulega korozji. Po zużyciu protektory wymienia się na nowe. Identyczny efekt daje zastąpienie cynku złomem stalowym połączonym z dodatnim biegunem prądu stałego, podczas gdy chroniona konstrukcja połączona jest z biegunem ujemnym.
Ochrona przed korozją za pomocą powłok ochronnych
Powszechnie stosowanymi powłokami ochronnymi są:
- powłoki nieorganiczne: metalowe i niemetalowe
- powłoki organiczne: farby, lakiery, tworzywa sztuczne, smoła i smary - tworzenie odpornych stopów -pokrywanie cienką warstwą metalu, który nie podlega korozji np. chromowanie, niklowanie, cynkowanie

Powłoki metalowe dzielimy na dwie grupy: powłoki anodowe i katodowe.

---