Scan011520105127

252

MATERIAŁY INŻYNIERSKIE

W tym miejscu trzeba zwrócić uwagę na konieczność ostrożności, z jaką należy interpretować podawane potencjały. Dla udogodnienia potencjały podawane w informatorach zawsze odnoszą się do jonów mających pewne określone stężenia (nazywane stężeniami jednostkowej aktywności). Stężenia te są duże - dla metali trudno osiągalne (rys. 23.5). W rozcieńczonych roztworach metale mogą korodować łatwiej, więc obserwuje się tendencję do przesuwania wartości ich potencjałów o ok. 0,1 V lub więcej dla niektórych metali. Ważne jest uświadomienie sobie tego, że podawane wartości liczbowe potencjałów mają znaczenie jedynie orientacyjne jeśli chodzi o siły napędowe utleniania w środowisku wilgotnym.

Fe⁴"*-

Fe

+ +

Fe ⁺ + —

Fe

Odpychanie kulombowskie

jm Ifi

;.    . usV

r /• ■ koi ..y *

Rys. 23.5. Korozja w roztworach stężonych

.... ¹ "MOUlWUiMWni.H’•—iH I il '

Zmierzenie zmian napięcia wewnątrz kawałka żelaza nie jest łatwe, ale możemy sztucznie przenieść "reakcję redukcji tlenu" z dala od tego metalu przez użycie kawałka innego metalu, który normalnie nie ulega utlenieniu w środowisku wilgotnym (np. platyny), i który będzie służył jedynie jako katoda dla reakcji redukcji tlenu.

Potencjały korozyjne podane na rys. 23.3 mówią nam również co się stanie, gdy zanurzymy w wodzie dwa różne metale połączone razem. Jeżeli np. miedź połączymy z cynkiem, to cynk będzie miał większy potencjał aniżeli miedź. Dlatego w takim układzie cynk stanie się anodą i będzie atakowany korozyjnie (będzie się rozpuszczał), natomiast miedź stanie się katodą, na której będzie zachodzić reakcja redukcji tlenu, więc nie będzie zaatakowana przez korozję (nie będzie się rozpuszczać). Takie pary różnych metali mogą być niebezpieczne; jak zobaczymy w następnym rozdziale, atak korozyjny na anodzie jest czasem bardzo szybki.

Szybkość utleniania w środowisku wilgotnym

•    *    _t •    •    •    k

Jak można by oczekiwać, na podstawie tego co powiedzieliśmy w rozdziałach o utlenianiu "na sucho", stwierdzone w praktyce szybkości utleniania w środowisku wilgotnym mają mały związek z potencjałowymi silami napędowymi reakcji utleniania w tym środowisku, gdy metal jest skłonny do

IJT,' ^

Ni.

253

■ -mr. X

KOROZJA MATERIAŁÓW W ŚRODOWISKU WILGOTNYM

korozji. Na przykład na rys. 23.6 przedstawiono przybliżone ubytki niektórych metali w czystej wodzie, w mm na rok (korozja równomierna - przyp. tłum.). Układają się one niemal w odwrotnym porządku, jakiego można by oczekiwać na podstawie potencjałowych sił napędowych reakcji utleniania w środowisku wilgotnym. Na przykład mała szybkość utleniania Al ^Mna mokro" wynika stąd, że jest bardzo trudno zapobiec utlenianiu "na sucho" powierzchni tego metalu i utworzeniu cienkiej warstewki A1₂0₃. Natomiast w wodzie morskiej Al koroduje bardzo szybko, ponieważ jony chlorkowe powodują przebicie ochronnej warstewki A1₂0₃. Ze względu na taki wpływ "obcych" jonów, w praktyce w większości środowisk, szybkość korozji wielu metali rzeczywiście zmienia się w bardzo szerokich granicach. Poradniki materiałowe podają często orientacyjne wartości liczbowe odporności na utlenianie "na mokro" metali i stopów w różnych środowiskach (począwszy od piwa do ścieków!).

Ubytek metalu [mm* rok"¹]

O

O

n

O

"T

O

n

O

c

ćTO Ml

co

!3

W

Rys. 23.6. Szybkość korozji niektórych metali w czystej wodzie

Korozja lokalna: pękanie korozyjne

*

Często się stwierdza, że korozja w środowisku wilgotnym atakuje metale selektywnie, zamiast korozji równomiernej lub razem z nią, co może prowadzić do zniszczenia elementu znacznie szybciej i bardziej podstępnie, aniżeli można by wnioskować ze średnich szybkości korozji (rys. 23.7). Naprężenia i korozja działające równocześnie mogą być szczególnie szkodli-

X

\

V

Rys. 23.7. Lokalny atak korozji

i

\