100699

Rozdział 23

KOROZJA MATERIAŁÓW W ŚRODOWISKU

WILGOTNYM

Wstęp

poprzednich dwóch rozdziałach wykazaliśmy, ze większość materia łow. które sa niestabilne w atmosferze tlenu, ma tendencje do utleniania si< B\li$my zainteresowani głownie ubytkami materiału w wysokich temperatu rach w środowisku suchvm i stwierdziliśmy, ze w tvch warunkach utleniam było zwykle uzależnione od dyfuzji jonów lub od przewodnictwa clcktroncn poprzez warstewkę tlenków wytworzoną na powierzchni materiału (rys 23.lj Zwróciliśmy uwagę, ze szybkosc utleniania, z powodu aktywowanych cieplni* procesów dytuzji i reakcji, jest znacznie większa w wysokich tempcraturacl aniżeli w niskich, jakkolwiek nawet w temperaturze pokojowej tworzą su bardzo cienkie warstewki tlenków na wszystkich niestabilnych metalach Ter niewielki stopień utleniania jest ważny z wielu względów tworząca się war flewka tlenków ochrania matenał. zapobiegając dalszemu atakowi korozyjnemu. powoduje zmatowienie powierzchni, utrudnia łączenie elementów; i (jak to zobaczymy w rozdz. 25 i 26) rozdziela ślizgające się po sobie po* wierzchnie przez co wpływa na współczynnik tarcia Jednakże ubytki maju wskutek utleniania w temperaturze pokojowej w środowisku such;.r.

S4 bardzo niewielkie.

Tlene

Powietrze

^Ry‘ 23.1. Udem.

•suche'

KOROZJA materiałów w teooowąp; WŁOOTSTU

w środowisku wilgotnym obraz ten zmienia się dramatycznie Gdv z>v«!a su! miękka jest narażona na kalanie tlenu , wody w temperaturze' pokoje Z szybko rdzewieje, a ubytek metalu wkrótce staje się znaczm Czas zyL większości konstrukcji, od rowerów do mostów, od wiaderek do okrętów wojennych, jest ograniczony przez korozję związaną z wilgocią. W Wielkiej _Brytami roczne koszty wymiany skorodowanych elementów i zabezpieczeń _Drzed korozją (np malowanie Forth Bndge) wynoszą ok. 2000 min GBP lub 4400 min USD

Korozja w środowisku wilgotnym

Dlaczego woda ma tak znaczny wpływ na szybkość ubytku materiału? Jako przykład weźmy zelazo zanurzone w napowietrzone] wodzie (rys 23 2).

Żelazo z oczyszczony powierzchnia

Katoda

(obszar katodowy)

/ 4|

Napowietrzona

woda

0_?+2h_?0 ♦ *€ ♦4 0H'

t

ri (OH)₂ł y tj- FeO H₂0

/

*1

Anoda    . \ 2e~*- Fe

(obszar anodowy). 2«— Ft

♦F«~ — Fe"*

Rys. 23.2. Korozja w środowiskach wilgotnych

Atomy żelaza przechodzą do roztworu wodnego jako jony ^ każdy atom pozostawia w metalu dwa elektrony 0^^cJ^a    _l^_nu

przewodzone przez metal do miejsca, gdzie zachodzi    ^ qH .

konsumująca elektrony (reakcja katodowa) ^reakęp tcjP°    _F^₀H):

które łączą się z jonami Fe", tworząc uwodmon. *    _hn| ginc

<* rzeczywistości FcO H.O), ale zamiast tworzsc sięgną I*> _wytaden mógłby dawać pewną ochronę, tworzy się on ^cz^^sl°

(żelu) w wodzie. Reakcja ta może być podsumowana

matcnal + tlen -► (uwodniony) tlenek materiału

P°dobmejak w przypadku utleniania "na    ^ ^logiczne do

A więc powstawanie i rozpuszczanie joob*'    _c2aSie

Powstawania i dyfuzji jonów M* w- warstewce    fordzs podobne do

^w *^r°dowisku suchym, a tworzenie się    jldnak znacznie szybszy

^rcdukcji tlenu na powierzchni warstewki u * wskutek ^ korozyjny w środowisku wilgotnym zachodzi »skut ^uników