Skutki procesów korozyjnych
Skutki procesów korozyjnych określa się jakościowo na podstawie obserwowanych zniszczeń faz metalicznych w zależności od rozmieszczenia zniszczeń.Korozja równowmierna Korozja rozprzestrzenia się równomiernie na całej powierzchni przedmiotu metalowego. Ten rodzaj zniszczenia jest najmniej niebezpiecznym wynikiem działań korozyjnych. Nie wpływa bezpośrednio na zmianę własności wytrzymałościowych materiału, lecz pośrednio przez zmniejszenie przekroju poprzecznego przedmiotu.Korozja miejscowa Zniszczenie obejmuje tylko pewne miejsca powierzchni przedmiotu metalowego zaznaczone w postaci plam, punktów i wżerów. Ten rodzaj zniszczenia, zwłaszcza w postaci wżerów, które mogą osiągnąć znaczną głębokość jest bardzo niebezpieczny dla materiału. Wpływa silnie na zmniejszenie własności wytrzymałościowych zarówno materiału, jak i kostrukcji.Korozja międzykrystaliczna Zniszczenie występuje na granicach ziarn postępując w głąb materiału. Jest to najgroźniejszy rodzaj zniszczenia, powoduje silny spadek własności wytrzymałościowych, w wielu przypadkach jest trudny do zauważenia na powierzchni metalu.Do korozji międzykrystalicznej skłonne są stopy glinu, austenityczne stale żaroodporne wskutek wydzielania się nowej fazy z roztworów stałych i powstawania związanych z tym naprężeń wewnętrznych w materiale. Również współdziałanie czynników mechanicznych z korozyjnymi przejawia się w tym typie zniszczeń.Ilościowe oznaczanie zniszczenia jest możliwe tylko w badaniach laboratoryjnych. Ocena odporności materiału opiera się na okreslaniu zmian zachodzących w materiale w odniesieniu do czasu trwania procesu korozji. Dlatego miarą odporności jest średnia szybkość korozji wyznaczona na podstawie ubytku ciężaru, ubytku przekroju próbek lub procentowych zmian własności fizycznych metalu lub stopu.
Ochrona przed korozją
Istnieje kilka sposobów ochrony przed korozją. Najprostszym sposobem zapobiegania korozji jest zabezpieczenie powierzchni metalicznych przed powietrzem i wodą za pomocą malowania. Lepsze efekty osiągamy na drodze galwanicznego pokrywania metalu, np. żelaza cienką warstwą cynku. Efekt ochronnego działania cynku przedstawia rysunek 21
Rys.21 Korozja żelaza w miejscu ubytku ochronnej powłokia) cynkowej b) cynowej
W przypadku pokrycia blachy żelaznej cyną czyli metalem o większym potencjale, -0,14 V, powłoka taka chroni żelazo tak długo, dopóki nie powstanie na niej rysa. W miejscach powierzchni odsłoniętych przez rysy i pokrytych wilgocią rozpoczyna działanie ogniwo Fe|elektrolit|Sn. W wyniku działania tego ogniwa odkryta powierzchnia będzie stanowiła obszar anodowy, w którym nastąpi rozpuszczanie żelaza według równania.
Fe(s) --> Fe(aq)2+ + 2e-
Uwolnione elektrony są zużywane w procesie katodowym, który podobnie jak przy korozji naprężeniowej może dotyczyć redukcji kationów H(aq)+ lub redukcji tlenu rozpuszczonego w roztworze.W przypadku blachy żelaznej ocynkowanej, nawet jeśli powłoka ochronna zostanie uszkodzona, to w utworzonym ogniwie lokalnym Zn|elektrolit|Fe anodą będzie bardziej elektroujemny cynk. W tym przypadku nastąpi rozpuszczanie cynku i ochrona żelaza.
Zn(s) --> Zn(aq)2+ + 2e-
Nie jest możliwe pokrywanie całych dużych powierzchni stalowych cynkiem, np. statków, rurociągów podziemnych, zbiorników na paliwa, mostów. Ale efekt podobny do pokrywania elementów stalowych cynkiem osiągniemy stosując tzw. ochronę katodową.
Rys.22 Ochrona katodowa rurociągu
Ochrona katodowa polega na tym, że do konstrukcji chronionej dołącza się zewnętrzną anodę w postaci metalu o potencjale elektrodowym niższym niz materiał chronionej konstrukcji. Płyta taka nazywa się protektorem.Połączenie protektora z konstrukcją chronioną wykonuje się przez bezpośredni styk lub za pomocą przewodnika. Dołączony do konstrukcji protektor dostarcza elektronów potrzebnych do redukcji tlenu. Materiał chronionej konstrukcji staje się katodą i nie koroduje. Dobrym materiałem na protektor dla konstrukcji pracujacych w wodzie morskiej jest cynk. Ma on zastosowanie do ochrony kadłubów statków, kotłów i rurociągów.
Z innych metod zapobiegających korozji należy wymienić:
· Stosowanie inhibitorów (opóźniaczy). Są to substancje organiczne lub nieorganiczne, które dodane do środowiska agresywnwego, zmniejszają wybitnie szybkość procesów korozyjnych. Działanie inhibitorów tłumaczy się tworzeniem trudnorozpuszczalnych warstewek zaporowych w miejscach katodowych lub anodowych metalu.
sweetkala92