Korozja

Korozja metali i stopów to zjawisko ich niszczenia w wyniku niekorzystnych reakcji z otaczającym środowiskiem. Ze względu na typ reakcji powodujących zniszczenie, możemy podzielić korozję na elektrochemiczną i chemiczną.

Skutki korozji

Postępująca korozja może powodować znaczne obniżenie własności mechanicznych i użytkowych maszyn, urządzeń i elementów znacząco zmniejszając bezpieczeństwo ich stosowania. Przyjmuje się, że dotyczy to około 30% liczby wyrobów z metali i stopów. Korozja i jej skutki powodują znaczne straty ekonomiczne wynikające z niszczenia konstrukcji (instalacji przemysłowych, zbiorników, części maszyn). Straty bezpośrednie są związane z koniecznością wymiany skorodowanych części, zabezpieczeniem ich przed ponowną korozją lub zastosowaniem materiałów odpornych na korozję. Straty pośrednie są związne z przerwami w eksploatacji różnych urządzeń, ze stratami materiałów i płynów eksploatacyjnych jak również są związane z osadzeniem się składników korozji na powierzchni (gorsza wymiana ciepła w wymiennikach lub zanieczyszczenie wyrobów produktami korozji). Do tych strat należy również zaliczyć straty energetyczne i straty pracy ludzkiej związane z naprawami oraz wytworzeniem nowych urządzeń uszkodzonych wskutek korozji.

Odmiany zniszczeń korozyjnych

Zasadniczo zniszczenia korozyjne możemy podzielić na pięć odmian związanych z wyglądem i zmianą własności fizycznych metali.
Korozja równomierna - objawia się równomiernym zużyciem całej powierzchni metalu wraz z upływem czasu.
Korozja wżerowa - charakteryzuje się nierównomiernym zużyciem powierzchni metalu.
Korozja selektywna – polega na niszczeniu poszczególnych faz stopu z szybkością większą niż szybkość niszczenia osnowy metalu. Korozja ta wpływa na spadek wytrzymałości materiału.
Korozja międzykrystaliczna - jest jednym z najbardziej niebezpiecznych rodzajów korozji. Przebiega ona na granicy ziarn metali i stopów, postępuje ze znaczną szybością i sięga na znaczną głębokość w głąb metalu powoduje znaczne obniżenie wytrzymałości i ciągliwości materiału. Brak widocznych objawów zewnętrzych na powierzchni materiału przyczynia się często do złej oceny stanu konstrukcji co może mieć ogromne znaczenie dla jej bezbieczeństwa (np. zawalenia stalowych mostów).
Korozja naprężeniowa i zmęczeniowa – związana jest z oddziaływaniem środowiska korozyjnego i zmiennymi stanami obciążenia konstrukcji. Obciążenie konstrukcji może wynikać z przyłożonych sił zewnętrznych, jak również może być spowodowane naprężeniemi wewnętrznymi materiału powstałymi na skutek obróbki plastycznej lub spawania. W przypadku gdy materiał zanurzony w środowisku korozyjnym poddawany jest zmiennym naprężeniom rozciągającym, może ulec korozji zmęczeniowej.

Korozja elektrochemiczna oraz gazowa (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 (tzw zgorzelina). Jeżeli warstwa tlenku jest dostatecznie zwarta i mocno związana z powierzchnią metalu, chroni ona metal przed dalszym utlenianiem. Proces taki nosi miano pasywacji metalu. Aluminium 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, trudnorozpuszczalnej warstwy tlenku. Podobne tlenkowe warstewki ochronne tworzy cynk, chrom i nikiel składniki stali szlachetnej.

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 lub cieczy mających charakter elektrolitu. Korozja elektrochemiczna powstaje wskutek działania krótkozwartych 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. Skłonność metalu lub stopu do korozji elektrochemicznej wzrasta wraz ze wzrostem siły elektromotorycznej ogniw korozyjnych.

Dlaczego stal nierdzewna nie rdzewieje?

Podatność metali i stopów na korozję elektrochemiczną jest zależna od składu chemicznego i struktury fazowej stopu. Odpowiedni dobór składu chemicznego może spowodować przesunięcie standardowego potencjału elektrodowego do wartości dodatnich, zapewniając wysoką odporność na korozję. Działanie takie w przypadku stali nierdzewnych zapewnia dodatek ok. 13%chromu. Dodatki innych składników stopowych takich jak mangan, nikiel, miedź, powodują uodpornienie się stali na bardziej agresywne działanie środowiska korozyjnego (np. działanie kwasów, zasad).

Olfor Marek Łangalis, 10-434 Olsztyn, ul. Kołobrzeska 38, tel. 89 672-97-11, fax 89 534-22-54, olfor@olfor.pl,
Regon: 280208516, NIP: 739-302-30-93