Jak wspomniano powyżej, ze względu na mechanizm, procesy korozji dzieli się na te, które przebiegają na drodze reakcji chemicznej oraz te, przebiegające zgodnie z mechanizmem elektrochemicznym. Dodatkowo, wyszczególnia się kilka innych typów zjawiska korozji, którym ulegają metale oraz stale. Niektóre z nich zostały przedstawione w poniższym rozdziale.
6.1. Korozja galwaniczna
Korozja galwaniczna jest procesem, który przebiega według mechanizmu korozji elektrochemicznej. Jeśli w środowisku korozyjnym dojdzie do zetknięcia się dwóch metali o różnych potencjałach elektrochemicznych, z czego jeden z nich będzie miał wyższy potencjał niż standardowa elektroda wodorowa, to metal o wyższym potencjale ulegnie reakcjom redukcji, natomiast metal o potencjale niższym - utleni się. Jeśli potencjał elektrochemiczny obydwu metali będzie niższy niż potencjał elektrody wodorowej, to czynnikiem utleniającym będą jony wodorowe pochodzące z roztworu, a rozpuszczaniu zaczną ulegać zarówno jeden jak i drugi metal. Szybkość utleniania metalu o niższym potencjale elektrochemicznym będzie większa [2-5, 20, 22, 23].
6.2. Korozja równomierna
Przy tego typu korozji atak czynnika korozyjnego następuje na całej powierzchni materiału korodującego. Jest to najbardziej powszechny typ zjawiska korozji. Jeśli dany metal lub stop są zanurzone w roztworze elektrolitu, to na powierzchni takiego materiału powstają ogniwa mikrokorozyjne. Produkty zaistniałych reakcji zaczynają powstawać na całej powierzchni materiału ulegającego korozji [2, 20, 23].
6.3. Korozja szczelinowa
Korozja szczelinowa zachodzi w małych szczelinach, do których dostęp tlenu jest utrudniony. Tworzy się wówczas ogniwo stężeniowe. Ten typ korozji jest bardzo podobny do zjawiska korozji wżerowej. Na powierzchni odkrytej metalu dochodzi do redukcji tlenu
32
cząsteczkowego, natomiast wewnątrz szczelin do roztwarzania metalu. Wzrost stężenia kationów wpływa na dyfuzję anionów z głębi roztworu, co powoduje powstawanie związków soli. W wyniku hydrolizy tych związków, dochodzi do zakwaszenia środowiska wewnątrz szczeliny [2, 5, 20-23].
6.4. Korozja wżerowa
Rys. 9. Schemat mechanizmu powstawania wżerów na powierzchni stali oraz metali [2].
Wżery (Rys. 9) inaczej niż w przypadku szczelin, tworzą się samoistnie. Natomiast tak jak w szczelinach, tak i we wżerach dostęp tlenu jest ograniczony, przez co katodą staje się powierzchnia metalu lub stopu metalu, a wewnątrz wżeru dochodzi do utleniania metalu.
Kwasowość środowiska wzrasta wraz z czasem trwania procesu. Ze względu na efekty w skali makroskopowej jest to najbardziej niepozorny typ korozji. Omawiany proces dotyczy najczęściej metali ulegających pasywacji tzn. pokrywających się ochronną warstwą tlenku metalu. Obecność w elektrolicie jonów halogenowych np. Cl-, F-, Br- oraz I- sprawia, że warstewka tlenku ulega w pewnych miejscach zniszczeniu. Korozja wżerowa może dotyczyć także metali niebędących w stanie pasywnym. Na Rys. 9 przedstawiony został mechanizm powstawania wżerów na powierzchni metalu lub stali w wyniku wytworzenia się kropli.
Miejsca na skraju kropli tworzą katody ze względu na łatwiejszy dostęp tlenu, który będzie
33
ulegał procesowi redukcji. Natomiast wewnątrz kropli, gdzie dostęp tlenu jest utrudniony, dojdzie do rozpuszczania się metalu [2, 4, 5, 20-23].
6.5. Korozja selektywna
Korozja selektywna dotyczy stopów metali oraz różnego rodzaju stali stopowych, zawierających w swojej strukturze kilka lub kilkanaście dodatków różnych pierwiastków.
Wyróżnia się stopy jedno- oraz dwufazowe. W momencie kontaktu powierzchni z roztworem elektrolitu tworzy się mikroogniwo, w którym fazą ulegającą reakcjom rozpuszczania jest faza o niższym potencjale elektrochemicznym. Jony metali tworzących tę fazę przechodzą do roztworu elektrolitu lub tworzą warstwę produktów korozji na powierzchni metalu lub stali.
Druga z faz staje się wówczas katodą. W obrębie jej powierzchni przebiegają reakcje redukcji. Najbardziej powszechnym przykładem korozji selektywnej jest proces odcynkowania mosiądzu, czyli stopu cynku i miedzi. Cynk jako pierwiastek o niższym potencjale standardowym niż miedź jest układem, którego jony przechodzą do środowiska elektrolitu [2, 5, 20].
6.6. Korozja międzykrystaliczna
Korozja międzykrystaliczna jest szczególnie niebezpiecznym typem zjawiska korozji, ze względu na brak zauważalnych zmian struktury elementu korodującego. Niezwykle często ulegają jej stale austenityczne, których struktura tworzona jest przez ziarna. Wnętrze oraz granica tych ziaren różnią się co do wartości potencjału elektrochemicznego. Tworzące się wówczas ogniwa korozyjne powodują rozpuszczanie granic ziaren i w efekcie zubożenie tych miejsc w składniki stali. Wnętrze ziarna, które jest katodą, pozostaje zazwyczaj nienaruszone.
W zależności od zawartości dodatku węgla dla stali austenitycznych, w wyniku reakcji rozpuszczania tworzy się węglik chromu. Siły kohezji pomiędzy ziarnami są zbyt słabe, co powoduje ich wypadanie. W efekcie tworzą się szczeliny, przez co stal traci swe pierwotne właściwości mechaniczne [2, 5, 20].
34 6.7. Korozja wodorowa
Korozja wodorowa jest spowodowana absorpcją wodoru do wnętrza struktury metalu lub stali. Wyróżnia się korozję wodorową wysokotemperaturową (>200 °C) oraz niskotempreaturową (<200 °C). Zjawisko absorpcji wodoru jest poprzedzone adsorpcją cząsteczek wodoru na powierzchni elementów metalowych. W wyniku rekombinacji, atomy wodoru dyfundują do wnętrza struktury materiałów. Zjawisko adsorpcji jest rezultatem przebiegu reakcji elektrochemicznych na powierzchni metalu, w tym przypadku jest to reakcja redukcji jonów wodoru. W warunkach korozji wodorowej wysokotemperaturowej dochodzi do reakcji zaadsorbowanego wodoru z węglem. Efektem korozji niskotemperaturowej jest powstawanie pęcherzy wodorowych oraz tzw. kruchość wodorowa.
W pierwszym przypadku jest to tworzenie się pęcherzyków w tzw. pustkach materiału.
Wodór atomowy ulega rekombinacji do wodoru cząsteczkowego, co powoduje wzrost ciśnienia wewnątrz pustki oraz osłabienie właściwości wytrzymałościowych materiału.
Kruchość wodorowa jest zjawiskiem występującym w temperaturach niższych niż 100 °C i prowadzi do pogorszenia właściwości plastycznych uszkodzonych elementów [2].
6.8. Korozja naprężeniowa
Zjawisko korozji naprężeniowej jest efektem działaniu dwóch różnych czynników tj.
mechanicznych, czyli różnego rodzaju naprężeń rozciągających, zginających lub ściskających oraz ataków agresywnego środowiska korozyjnego. Powstawanie różnego rodzaju naprężeń może wynikać z obróbki plastycznej lub cieplnej danego materiału. Prowadzi to do pękania struktury materiału, zarówno w granicach ziaren jak i śródkrystalicznie z równoczesnym, szkodliwym działaniem środowiska korozyjnego. Jednym z czynników przyśpieszających rozwój powstawania pęknięcia jest atak korozji lokalnej. Następuje wówczas osłabienie struktury w obrębie szczeliny, co zwiększa podatność materiału na działanie sił mechanicznych (wewnętrznych lub zewnętrznych). Kolejność rozwoju uszkodzeń strukturalnych może być również odwrotna tj. działające naprężenia inicjują powstawanie pęknięć, które stają się idealnym miejscem do zapoczątkowania zjawiska korozji lokalnej [2, 4, 5, 20, 21].
35