6.9. Korozja metali

6.9.1. Rodzaje i działanie korozji

Korozja jest procesem stopniowego niszczenia metali lub ich stopów pod wpływem chemicznego lub elektrycznego oddziały­wania otaczającego środowiska. Rozróżnia się korozję chemicz­ną i elektrochemiczną.

Korozja chemiczna polega na niszczącym działaniu gazów lub cieczy nie będących elektrolitami. Cząsteczki agresywnego śro­dowiska stykają się z powierzchnią metalu i tworzą z nim związki chemiczne, najczęściej tlenki, rzadziej siarczki, węgliki lub azotki. Wzrost temperatury przyspiesza tworzenie się tych związków. Niekiedy powstająca na powierzchni metalu warstewka związków jest ścisła i trwała. Taka warstwa chroni metal przed dalszą korozją. Jeżeli jednak utworzona warstwa związ­ków nie jest trwała lub jeżeli łatwo odpada, to metal jest stale narażony na działanie środowiska i może szybko ulec znisz­czeniu.

Korozja elektrochemiczna polega na niszczeniu metali spowo­dowanym przepływem prądu elektrycznego z jednej ich części do drugiej za pośrednictwem elektrolitu, czyli cieczy przewodzą­cej prąd elektryczny. Korozja elektrochemiczna metalu umieszczonego w środowisku wilgotnym w znacznym uproszczeniu przebiega następująco. Jak wiadomo powierzchnia każdego me­talu pod względem jego obróbki mechanicznej, struktury we­wnętrznej itp. nie jest jednorodna. Oprócz tego zawarte w me­talu zanieczyszczenia, uszkodzenia mechaniczne powierzchni i in­ne czynniki powodują niejednorodność metalu pod względem elektrochemicznym. Przy zetknięciu metalu ze środowiskiem wilgotnym, mającym właściwości elektrolitu, między różnymi niejednorodnymi powierzchniami metalu powstają potencjały elektryczne powodujące przepływ prądu. Powstaje więc swego rodzaju ogniwo lokalne (rys. 6-34) mające wydzielone obszary katodowe i anodowe. W ogniwie przepływ prądu następuje z ob­szaru anodowego do katodowego, przy czym sam metal zamyka obwód prądu. Dodatnio naładowane jony metalu przechodzące z obszaru anodowego do katodowego powodują ubytek metalu, a więc jego korozję.

Prąd elektryczny pochodzący ze źródeł obcych w obecności elektrolitu powoduje również korozję (prądy błądzące, przyspie­szające np. korozję rurociągów w ziemi).

Rys. 6-34. Schemat ogniwa lokalnego

6.9.2. Skutki korozji

W zależności od objawów i skutków korozji rozróżnia się: korozję równomierną, miejscową oraz międzykrystaliczną.

Korozja równomierna obejmuje całą powierzchnię przedmio­tu metalowego. Skutki tej korozji nie są zbyt szkodliwe dla właś­ciwości wytrzymałościowych materiału.

Korozja miejscowa występuje tylko w pewnych miejscach powierzchni jako plamy lub wżery sięgające nieraz głęboko w ma­teriał. Z uwagi na możliwość znacznego osłabienia struktury metalu korozja miejscowa jest groźna dla trwałości konstrukcji.

Korozja międzykrystaliczna pojawia się na granicy ziaren me­talu i powoduje znaczne zmniejszenie jego właściwości wytrzymałościowych.

6.9.3. Ochrona przed korozją

Istnieje wiele metod i środków zabezpieczających metal przed korozją. Zależnie od sposobu działania środków zabezpieczają­cych lub ich wykonania rozróżnia się dwie podstawowe metody ochrony metalu przed korozją: metodę ochrony czynnej i bier­nej.

Metoda ochrony czynnej polega na zmianie warunków proce­su korozyjnego lub zmniejszaniu stopnia korozyjności środowi­ska. Do środków i metod ochrony czynnej zalicza się:

• środki zmniejszające stopień korozyjności środowiska, np. chemiczna obróbka wody oraz stosowanie specjalnych inhibito­rów,

• ochrona metodami elektrochemicznymi polegająca na na­daniu chronionej konstrukcji metalowej takiego potencjału elek­trycznego, przy którym korozja praktycznie zostaje zahamo­wana.

Metoda ochrony biernej polega na oddzieleniu chronionej konstrukcji metalowej od środowiska korozyjnego powłokami ochronnymi; są one podstawowym i najczęściej stosowanym środ­kiem ochrony metalu przed korozją.

Do zabezpieczenia przed korozją stosuje się powłoki organicz­ne i metalowe.

Powłoki organiczne są to różnego rodzaju powłoki malarskie i lakiernicze oraz z tworzyw sztucznych grubości od kilku μm do kilku mm, w zależności od rodzaju i stopnia korozyjności środowiska.

Powłoki metaliczne tworzą różnego rodzaju metale odporne na korozję; zależnie od sposobu wykonania dzielą się na nastę­pujące rodzaje:

a) powłoki elektryczne (galwaniczne), wytwarzane na powierzchni metalu metodą elektrolityczną,

b) powłoki metalizacyjne, otrzymywane na po­wierzchni metali metodą metalizacji natryskowej,

c) powłoki zanurzane, otrzymywane poprzez zanu­rzanie metalu chronionego w roztopionym metalu chroniącym,

d) powłoki platerowe uzyskiwane podczas specjalnej obróbki termicznej i plastycznej metalu; następuje tu związa­nie powłoki ochronnej z metalem ochronnym, np. walcowanie na gorąco.

---