Ochrona przed korozją

Ochrona przed korozją

Selekcja materiałów (stopy odporne na korozję,

polimery, materiały ceramiczne, kompozyty etc.)

•

_Powłoki

•

_{Ochrona elektrochemiczna (anodowa i katodowa)}

•

_Inhibitory

Stopy odporne na korozję

Anodowa krzywa pasywacji metalu ulegającego korozji w stanie aktywnym oraz metalu ulegającego pasywacji

Stopy żelaza

> 13 -14 %Cr chromium alloyed steels (stale nierdzewne)

 18 %Cr stainless steels (stale kwasoodporne)

S zy b ko ść k o ro zj i

Właściwości utleniające środowiska

Selekcja stopów odpornych na korozję (korozja w obszarze aktywnym)

Krzywa polaryzacyjna w układzie półlogarytmicznym logI = f(E) (Tafel plots)

Schematic presentation of the factors improving corrosion resistance of active alloys

weathering steels

Selekcja stopów pasywnych

Właściwości chemiczne

pH , potencjał red-ox Cl- , H2S, CO2, inne

Właściwości fizykochemiczne

Temperatura, ciśnienie, lepkość, skład fazowy, szybkość przepływu

Analiza środowiska

Wpływ składników stopowych na korozję pasywnych stop[ów żelaza lo g i U C r, Ti M o , V N i, M o , C u C r, M o , P, V C r, N i, M o , Ti, S i, V , W S i> 2 % M n S S C r Ti C u M o N i V C r N i W Ti ip ip'

Copper Alloys

Aluminium Bronze

Silicon Bronze

Manganese Bronze and Architectural Bronze

Copper-nickel

Phosphor bronzes, tin bronzes

CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) brass

CuZn41Pb1Al brass

Applications

•Sea water pipework

•Offshore fire water systems •Heat exchangers and condensers •Sheathing of legs and risers

on offshore platforms and boat hulls •Hydraulic lines

•Fish cages for aquaculture •Desalination units.

Corrosion of copper alloys

icorr of copper in the solutions of various pH values

Aluminium alloys for the automotive industry

The change in material consumption in average car.

Audi AL2 with an all aluminium body structure.

Automotive materials can have an important impact on the environment. The use of

lightweight materials can help reduce vehicle weight

and improve fuel economy.

Aluminium castings: engine blocks, pistons, cylinder heads, wheels etc.

Wrought aluminium: heat shields, bumper reinforcements, air bag housings, pneumatic

Aluminium alloys for the automotive industry

Aluminium alloys have also found extensive application in heat exchangers.

Inner panels: 5xxx alloys ( Al-Mg) Outer panels: 6xxx alloys (Al.-Mg-Si)

Aluminium alloys for brazing sheet applications: 6xxx alloys (Al.-Mg-Si-Cu)

Schematic illustration of a typical brazing sheet.

A sacrificial layer is obtained by Si diffusion from the

clad layer into the core. The diffusion stimulates the precipitation of a-AlMnSi particles. This leads to a high density of these precipitates just beneath the clad:core interface, usually called the band of dense precipitates (BDP). This BDP is taking Mn out of solid solution and by this way lowering the corrosion potential of the matrix. Due to the lower corrosion potential of the sacrificial compared to the matrix, corrosion will preferential take place in this layer. This will deflect any corrosion from a pitting mode into a lateral corrosion attack and thus preventing or delaying leakage.

Ochrona katodowa

Current i

pipe – cathode anode

4Al  4AL+++ _{+ 12 e}

-3O₂ + 12e- _{+ 6H}

20  12OH

-Sacrificial anode:

Protected surface ( cathode):

Cathodic protection

Cathodic protection

ANODIC PROTECTION

Feasibility of anodic protection is firstly demonstrated and tested by Edeleanu in 1954

Ochrona inhibitorowa

Ochrona inhibitorowa

(a) Inhibitory anodowe:

phosphates silicate compounds (b) Inhibitory katodowe poly-phosphates Ca(HCO3)2 methylamino-phosphate

(c) Inhibitory z kontrolą mieszaną

amines selenides

Powłoki

.

Podział powłok:

metaliczne

nieorganiczne

organiczne

Materiały kompozytowe

Powłoki metaliczne

katodowe

Inorganic coatings:

oxide films – anodization

anodization of aluminum

Al + 2H

₂

O  AlOOH + 3H

+

+ 3e

oxidation of iron

NaOH + NaNO

₃

+ NaNO

₂

(140 - 145°C)

Fe  Na

₂

FeO

₂

 Na

₂

Fe

₂

O

₄

 Fe

₂

O

₃

* mH

₂

0

Conversion layers

mMe + nA

-z

 Me

m

A

m

+ nze

chromate layers

phosphate layers

e

2

H

2

)

PO

H

(

Me

PO

H

2

Me



_{3 4}



_{2 4 2}







4 3 4 2 4 2

PO

)

MeHPO

H

PO

H

(

Me





4 3 2 4 3 2 4 2

PO

)

Me

(

PO

)

4

H

PO

H

(

Me

3





4 3 2 4 3 4 3

PO

Me

(

PO

)

H

PO

Me

3





Anodizing

Schematic diagram for barrier type alumina and porous type alumina. The aluminum metal, an inner oxide consisting of pure alumina and an outer oxide consisting of an

anion-contaminated alumina are indicated.

Depending on several factors, in particular the electrolyte, two types of anodic films can be produced. Barrier type films can be formed in completely insoluble electrolytes ( 5 < pH < 7 ),

e.g., neutral boric acid, ammonium borate, tartrate, and ammonium tetraborate in ethylene glycol. Porous type films can be created in slightly soluble electrolytes such as sulfuric, phosphoric, chromic and oxalic acid .

Scanning Electron Microscopy (SEM) images of a porous alumina

sample produced by a first anodization (in 0.1Mphosphoric acid at 195 V). (a) the surface, and (b) the bottom of the membrane after selective removal of Al,

Rodzaje powłok organicznych:

1. Powłoki gruntowe – adhezja do podłoża, własności antykorozyjne,

przyczepność lakieru,

2. Kity szpachlowe – materiały lakierowe o odpowiedniej konsystencji

służące do wyrównywania powierzchni,

3. Powłoki nawierzchniowe o dużej odporności na działanie czynników

zewnętrznych:

• _{Lakiery – roztwór substancji błonotwórczej w rozpuszczalniku organicznym} np.lakier bezbarwny,

• _{Emalie – roztwór substancji błonotwóczej, pigmentów (barwników),} modyfikatorów, dodatków w rozpuszczalniku organicznym,

• _{Farby - roztwór substancji błonotwóczej, pigmentów (barwników),} modyfikatorów, obciążników nieorganicznych: specjalnych dodatków np. antykorozyjnych, w rozpuszczalniku organicznym.

Powłoki organiczne

O l e j e s c h n ą c e B i t u m i n y Ż y w i c e k o p a l n e M a ł o c z ą s t e c z k o w e P o c h o d n e c e l u l o z y K a u c z u k n a t u r a l n y K a z e i n a W i e l k o c z ą s t e c z k o w e N a t u r a l n e g o Ż y w i c e a l k i d o w e P o l i e s t r y Ż y w i c e e p o k s y d o w e Ż y w i c e f e n o l o w e Ż y w i c e a m i n o w e P o l i a m i d y P o l i u r e t a n y S i l i k o n y O l i g o m e r y p o l i k o n d e n s a c y j n e i p o l i a d d y c y j n e K a u c z u k i P o l i o l e f i n y P o l i ( c h l o r e k w i n y l u ) P o l i ( o c t a n w i n y l u ) P o l i m e r y a k r y l o w e P o l i m e r y p o l i m e r y z a c y j n e S y n t e t y c z n e g o S u b s t a n c j e b ł o n o t w ó r c z e p o c h o d z e n i a

Poliuretany – otrzymywane z diizocyjanianów i oligomerów z grupami –OH.

Silikony – żywice krzemoorganiczne zawierające wiązanie siloksanowe. Odporne na wysoką temperaturę 250o_{C – 300}o_{C, a w przypadku użycia wypełniaczy}

metalicznych (aluminium) nawet do 650o_C.

OH

R

R

H [OSi]

_n

Poliolefiny – polimery addycyjne, stosowane do wytwarzania farb proszkowych. Najbardziej znane to polietylen, polipropylen, teflon

polietylen (PE)

polipropylen (PP)

poli(tetrafluoroetylen) teflon (PTFE)

Polimery akrylowe – polimery i kopolimery kwasu akrylowego i metakrylowego oraz ich pochodnych (estrów, nitryli, amidów). Wykazują znakomita odporność na korozję i hydrolizę zarówno w środowiskach kwaśnych, jak i zasadowych. Stanowią podstawową bazę farb i lakierów dla przemysłu motoryzacyjnego.

CH2 CH

[

_]n

CN

Polimery chlorku winylu i octanu winylu – kopolimery, stosowane najczęściej w postaci emulsji wodnych jako farby do malowania na zewnątrz.

CH2

CH2

Cl

CH

CH3COO

[

_]

[

_]

_CH