wyklad7.ppsx

Chemia Ogólna

KOROZJA

Korozja – osłabienie podstawowych własności

materiału w wyniku reakcji z otoczeniem.

• _{korozja ogólna,}

• korozja lokalna: wżerowa, szczelinowa, międzykrystaliczna, • _{korozja naprężeniowa,} • procesy korozyjno–erozyjne, • _kawitacja, • _{korozja atmosferyczna,} • korozja w betonie, • _{korozja w glebie,} • _{korozja biologiczna,} • _{korozja wysokotemperaturowa.}

Rodzaje korozji

Środowiska korozyjne

• _kwaśne, • _alkaliczne, • woda morska, • _solanka, • _{środowiska organiczne,} • stopione sole.

Korozja elektrochemiczna

Korozja elektrochemiczna (glawaniczna) –

najczęściej występujący typ korozji. Zachodzi

podczas zetknięcia dwóch metali o różnych

potencjałach

elektrochemicznych.

Tworzą

one

ogniwo galwaniczne, gdzie metal o niższym

potencjale stanowi anodę, zaś metal o wyższym

potencjale – katodę.

ne

Me

Me



n



d

Re

ne

Ox





Mechanizm korozji elektrochemicznej

Zniszczenie metalu następuje w wyniku reakcji

anodowej:

Typowe reakcje katodowe (redukcji):

2

H

2

1

e

H













2

H

O

4

e

4

OH

O

_{2 2}  

_

_

2 3

_e

_Fe

Fe

 

_

_e

_

_Cu

Cu

2

Ogniwa galwaniczne

Rodzaj procesu korozyjnego związany jest z:

• _{występowaniem naprężeń,}

• _{obecnością wtrąceń,}

Schemat ogniwa korozyjnego: a) stal węglowa pokryta miedzią, b) stal węglowa pokryta cynkiem.

Polaryzacja elektrochemiczna

Diagram polaryzacyjny dla reakcji: _OO + ne  _RR

nH+ _{+ ne  n/2H} 2

Pasywacja

Pasywacja – stan odporności korozyjnej aktywnego

metalu w wyniku utworzenia odpornej warstwy

powierzchniowej inhibitującej proces korozji w

określonym środowisku i określonych warunkach pH.

  _    H O Me(H O) MeOH H e Me _{2 2 ad ad}   _ H e ) OH ( Me ₂ O H MeO ₂ O H₂    _{ e} MeOH O H Me2  ₂   H

rozpuszczanie

pasywacja

Możliwe ścieżki reakcji metalu w wodzie.

Mechanizm pasywacji

Źródłem tlenu, niezbędnego dla powstania warstwy pasywnej, mogą być:

- w środowisku wodnym: • _{cząsteczki wody,}

• _{rozpuszczony tlen.}

- w środowiskach bezwodnych:

• cząsteczki kwasów tlenowych (H₂SO₄, H₃PO₄, HNO₃, HCOOH), • aniony zawierające tlen (CrO₄-2, Cr

2O7-2, MnO4-),

2 O

p

3 corr p 3 k

i

U

U

i







Odporność korozyjna stopów zależy od obecności i ilości składników stopowych posiadających wysokie powinowactwo do tlenu i zdolności tworzenia warstwy pasywnej. Najważniejszym pierwiastkiem stopowym odpowiedzialnym za pasywację jest chrom.

Wpływ składników stopowych na kształt

Korozja wżerowa

Korozja wżerowa – rodzaj korozji lokalnej w wyniku której

powstają „dziury” w materiale.

Jest bardziej niebezpieczna od korozji ogólnej, ponieważ trudniej ją przewidzieć i jej przeciwdziałać. Występuje na metalach i stopach ulegających pasywacji.

Korozja międzykrystaliczna

Korozja międzykrystaliczna – korozja zachodzą wzdłuż granic ziaren metalu osłabiająca znacząco właściwości

mechaniczne stopu. Korozja międzykrystaliczna stali

chromowych jest związana ze zjawiskiem wydzielania się węglików chromu na granicach ziaren i ze zubożeniem przygranicznych obszarów ziaren w chrom.

Korozja międzykrystaliczna części samolotu wykonana ze stopu aluminum 7075-T6

Korozja naprężeniowa

Korozja naprężeniowa – pęknięcia materiału

spowodowane naprężeniami oraz środowiskiem korozyjnym.

Korozja naprężeniowa wymiennika cieplnego ze stopu Inconel z pęknięciami wzdłuż granic ziaren.

Ochrona przed korozją

•

_{stopy odporne na korozję,}

•

_kompozyty,

•

powłoki ochronne,

•

ochrona katodowa,

•

ochrona anodowa,

•

_inhibitory.

Powłoki ochronne metaliczne

0 n

_ne

_M

M







Zn

2+

+ 2e  Zn

0

Cu

2+

+ 2e  Cu

0

Ni

2+

+ 2e  Ni

0

Cr

3+

+ 3e  Cr

0

Ag

+

+ e  Ag

0

Au

3+

+ 3e  Au

0

Przykłady:

Powłoki ochronne organiczne

D r y in g o ils B it u m e n s F o s s il r e s in s L o w - m o le c u la r C e lu lo s e d e r iv a t iv e s N a t u r a l r u b b e r C a s e in H ig h - m o le c u la r N a t u r a l A lk y d r e s in s P o ly e s t e r s E p o x y r e s in s P h e n o lic r e s in s A m in o r e s in s P o ly a m id e s P o ly u r e t h a n s S ilic o n s C o n d e n s a t io n a n d a d d it io n o lig o m e r s R u b b e r P o ly o le f in P o ly v in y l c h lo r id e P o ly v in y l a c e t a t e s P o ly a c r y ls A d d it io n p o ly m e r s S y n t h e t ic F ilm f o r m in g s u b s t a n c e s o r ig in f r o m

Ochrona katodowa

Chroniony metal jest katodą – pokrywa się go metalem o niższym potencjale (protektor), bądź podnosi się jego potencjał poprzez zewnętrzne źródło zasilania.

a) inhibitory anodowe, np. fosforany, krzemiany); b) inhibitory katodowe, np. Ca(HCO₃)₂, polifosforany,;

c) inhibitory anodowo–katodowe, np. aminy.