Korozja metali – na przykładzie stali i żeliwa – opis, podział i czynniki
Mówiąc o korozji stali i żeliwa, czyli niszczeniu tych powyższych połączonym z ubytkiem masy lub utrata właściwości użytkowych, a zachodzącym w wyniku reakcji chemicznych lub elektrochemicznych pod wpływem środowiska zewnętrznego. Warto zwrócić uwagę na podział korozji na podstawie charakteru tego zjawiska.
Czym jest korozja elektrochemiczna? Czy to to samo co chemiczna?
Najbardziej rozpowszechnionym procesem niszczenia stali jest korozja atmosferyczna, gdyż ponad 80% konstrukcji stalowych eksploatuje się w warunkach atmosferycznych. Korozja atmosferyczna to skutek działania na stal czynników atmosferycznych takich jak wilgoć tlen ciepło promieniowanie słoneczne i tym podobne. Pod względem podziału zjawisk korozyjnych – jest to korozja elektrochemiczna a więc warunkami jej wystąpienia jest wytworzenie na powierzchni stali warstwy elektrolitu oraz swobodny dostęp tlenu.
W procesie korozji atmosferycznej zachodzą jednocześnie dwa procesy:
-utlenianie czyli rozpuszczanie się stali oraz
– redukcja czyj tworzenie się jonów wodorotlenowych z tlenu.
Mechanizm korozji stali w wilgotnej atmosferze polega na powstawaniu wodorotlenku żelazawego Fe(OH)2 przychodzącego przy dostępie tlenu z powietrza w wodorotlenek żelazowy Fe(OH)3 pokrywający powierzchnię stali luźnym osadem, nie chroniącym jej jednak przed dalszym zniszczeniem. Warunkach nieprzerwanego dopływu tlenu proces korozji elektrochemicznej postępuje aż do całkowitego zniszczenia materiału.
Opis procesu – dlaczego płynie prąd w procesie korozyjnym?
Przebieg procesu korozji elektrochemicznej odznacza się w większości przypadków lokalizacja procesów anodowych i katodowych na poszczególnych miejscach powierzchni. Mówiąc prościej, na powierzchni stali ulegający korozji powstają mikro i makro ogniwa galwaniczne skutek przemieszczania się elektronów w stali i jonów w elektrolicie. Jest to ciekawe, bo upraszczając jeszcze bardziej, korozji elektrochemicznej i towarzyszy przepływ słabego prądu elektrycznego.
Jakie czynniki wpływają na szybkość korozji atmosferycznej?
O wpływie wilgotności atmosferycznej stanu fizykochemicznego stali wie każdy, natomiast zapomnieć można o czynniku temperatury atmosfery oraz jej składzie. Tak więc wprost proporcjonalnie do wzrostu wilgotności względnej powietrza, czyli stopnia nasycenia powietrza parą wodną, szybkość korozji rośnie. W zakresie od 0 do 70% szybkość jest niewielka. Co ciekawe w zakresie 70 do 75% wilgotności następuje gwałtowny wzrost szybkości procesu korozyjnego i wielkość tą zwie się wilgotnością krytyczną. Nie jest ona stała i zależy od czynników choćby od chemicznych zanieczyszczeń powietrza.
Jak para wodna przyspiesza korozję?
Odbywa się to w następujący sposób: wypadku dostatecznej wilgotności powietrza para wodna kondensuje się na cząsteczkach tyłu i sadzy jednocześnie pochłaniając znaczne ilości korozyjnych gazów, tworząc mgły przemysłowe i miejskie stanowiące dominujące narażenie korozyjne w klimacie wilgotnym. Przykładowo dwutlenek siarki to typowy przemysłowy czynnik, przyspieszający proces korozji w warunkach atmosferycznych. W „sprzyjających” okolicznościach dwutlenek utlenia się do trójtlenku siarki, a następnie, po rozcieńczeniu w wodzie, czyli parze wodnej, tworzy kwas siarkowy o silnym działaniu korodującym.
O zagadnieniach technicznych pisaliśmy też tu – eksperymenty ekstremalne badawcze
Temperatura powietrza jest nieco słabszym czynnikiem natomiast niektórych okolicznościach wzrost temperaturę przyspiesza proces korozyjny. Choćby topnienie śniegu i lodu wiosną powoduje przyspieszenie procesów korozyjnych zahamowany w okresie mrozu. Do innych czynników wpływających na szybkość korozji elektrochemicznej zaliczamy stan fizykochemiczne powierzchni zanieczyszczenia powierzchni oraz jej chropowatość ponadto naprężenia istniejące w metalu zwiększają intensywność procesu korozyjnego.
W następnej części artykułu przybliżymy tę mniej powszechnie znaną „twarz” korozji – czyli korozję chemiczną.
Czym dokładnie charakteryzuje się korozja chemiczna?
Korozja chemiczna to proces działania na stal ciekłych nieelektrolitów i suchych gazów. Czym jest nieelektrolit? Z definicji : Nieelektrolity – związki chemiczne, których roztwory wodne nie przewodzą prądu elektrycznego. Związki chemiczne, których roztwory wodne mają pH równe lub zbliżone do 7. Zaliczamy tutaj: zasiarczoną ropę naftową oraz produkty jej przetwórstwa, bezwodne alkohole, itp.
W wyniku procesu korozji chemicznej produkty jej tworzą się bezpośrednio w miejscu styku metalu ze środowiskiem agresywnym. Jak widać, w korozji chemicznej nie następuje galwanizacja. Co ciekawe, pod wpływem domieszki wody, proces korozji chemicznej przechodzi często w korozję elektrochemiczną.
O korozji pojazdów mechanicznych widnieje wpis pod adresem: https://ciekawezsieci.blogspot.com/2022/04/korozja-samochodow-sol-i-zagadnienia.html
Najnowsze komentarze