Coroziunea - clasificarea coroziunii - factorii care influenteaza coroziunea

DEFINITIE

Coroziunea este un proces de distrugere totala sau partiala a materialelor metalice sub actiunea chimica sau electrochimica a mediului inconjurator sau a substantelor cu care acestea vin in contact.

Procesele chimice sau electrochimice se desfasoara la interfata metal - mediu agresiv, deci reactiile sunt eterogene. Spre deosebire de coroziune, eroziunea reprezinta un proces mecanic de distrugere a suprafetei metalelor. Deci coroziunea si eroziunea actioneaza simultan asupra suprafetei metalice. In cazurile in care aceste fenomene actioneaza separat provoaca distrugeri cu aspect atat de asemanator, incat adevarata cauza se stabileste in urma unui studiu amanuntit. Notiunea de rezistenta la coroziune se exprima adesea prin termeni achivalenti: stabilitate chimica, rezistenta anticoroziva, pasivitatea metalului ( atunci cand starea metalului dat nu se schimba o perioada indelungata de timp ).

1.2. CLASIFICAREA COROZIUNII(curs+internet)

a)      Dupa mecanismul de distrugere :

Coroziunea chimica

distrugerea metalului in gaze uscate, lichide organice, solutii de materiale anorganice, ce nu conduc curentul electric(nepolare);

oxidarea metalelor la temperaturi inalte (in timpul forjarii, tratamentelor termice);

oxidarea rezistentelor electrice, cazanelor si arzatoarelor in contact cu gazele de ardere;

distrugerea metalelor in contact cu gazele industriale

Intensitatea procesului de coroziune chimica este conditionata de: natura materialului, natura materialului coroziv, concentratie, temperatura si presiunea mediului coroziv si durata de cantact.

Coroziunea electrochimica :

este insotita de trecerea curentului electric prin metalul sau aliajul corodat;

are loc la contactul diferitelor metale intre ele in acelasi mediu agresiv ( fiecare metal are un anumit potential electro-chimic )

pe suprafata metalului pur in cantact cu solutii de electroliti, topituri de saruri, pelicule de umezeala sau pe suprafetele metalelor aflate in atmosfera sau in sol, se formeaza pile electrice.

b. ) Dupa mediul in care se produc :

Biocoroziunea - in medii cu organisme vii.

Coroziunea prin curenti de dispersie - in camp electric.

c. ) Dupa combinarea cu alte tipuri de distrugere:

Coroziunea sub tensiune statica ( Ex. tensiuni de intindere - rasucire)

2. Coroziunea in conditii de oboseala - se produce la solicitari alternative cu anumite frecvente.

Fisurarea coroziva - reprezinta o accelerare a coroziunii, ca urmare a actiunii unor eforturi mecanice de tensionare, rezultate in urma prelucrarilor mecanice sau a tratamentelor termice.

Coroziunea in conditii de cavitatie - peliculele si metalul se distrug in cea mai mare parte sub actiunea lichidului (Ex. elice navale)

d) Dupa aspectul distrugerii, coroziunea se clasifica in :

- coroziune continua, atunci cand se distribuie pe intreaga suprafata a metalului. Ea poate fi uniforma sau neuniforma, dupa cum viteza procesului de distrugere este aceeasi pe intreaga suprafata metalica sau diferita pe anumite portiuni.

- coroziune locala, atunci cand se concentreaza pe anumite portiuni ale suprafetei. Ea poate fi:

coroziune punctiforma, cand se localizeaza pe suprafete mici;

- coroziune sub suprafata, care incepe la suprafata, dar se extinde, de preferinta, sub suprafata metalului, provocand desprinderea metalului (pungi de coroziune);

pete de coroziune, care se repartizeaza pe suprafete relativ mari, cu adancime mica.

- coroziunea intercristalina, caracterizata prin distrugerea selectiva a metalului la limita dintre cristale;

- coroziunea transcristalina, care reprezinta un caz tipic de coroziune locala la care distrugerea coroziva este determinata de directia tensiunilor mecanice de intindere. Caracteristic la acest fel de coroziune este faptul ca fisurile se propaga nu numai la limita cristalelor ci ele chiar le traverseaza.

Analiza: ZINCUL - metabolismul zincului - rolul biochimic al zincului Proiect: Hidrogen, oxigen, sulf, carbon - elemente chimice

1.3. FACTORII CARE INFLUENTEAZA COROZIUNEA (curs)

Tipul materialului;

Sectiunea pieselor;

Tratamentul termic;

Temperatura si umiditatea mediului;

Prezenta microorganismelor;

Solicitarile mecanice, ciclice;

Durata expunerii in mediul coroziv.

1.4. METODE DE PROTECTIE ANTICOROZIVA A MATERIALELOR METALICE

Protectia impotriva coroziunii reprezinta totalitatea masurilor care se iau pentru a feri materialele tehnice de sctiunea agresiva a mediilor corozive.

Metodele si mijloacele de protectie anticoroziva sunt foarte variate si numeroase; principial, ele se pot grupa in urmatoarele categorii :

metode de prevenire a coroziunii;

utilizarea metalelor si aliajelor rezistente la coroziune;

metode de actionare asupra mediului coroziv;

metode de acoperire a suprafetei metalice.

Metode de prevenire a coroziunii

Metodele de prevenire a coroziunii constau in :

alegerea corecta a materialelor utilizate in constructia de aparate si utilaje industriale, din punct de vedere al rezistentei la coroziune;

evitarea punerii in contact a unui metal cu un alt metal mai electronegativ decat el, de exemplu, aluminiu, alaturi de aliajele cuprului sau otelurilor aliate, bronz in contact cu otelul, etc.

la fel, se va evita punerea in contact a metalelor ecruisate cu metalele recoapte sau turnate, deoarece din cauza diferentei de potential electrochimic dintre ele, in prezenta unui electrolit corespunzator, primele se corodeaza;

prelucrarea mai ingrijita a suprafetei metalului, deoarece adanciturile, zgarieturile favorizeaza si accelereaza coroziunea.

Coroziunea este o reactie chimica, electrochimica sau biochimica sub actiunea mediului inconjurator prin care o substanta este distrusa, dizolvata sau micsorata partial sau complet. Termenul COROZIUNE este folosit , in special, pentru a defini actiunea treptata asupra metalelor a unor agenti naturali, cum ar fi aerul sau apa sarata.

Cel mai intalnit exemplu de coroziune este ruginirea fierului, o reactie chimica complexa in care fierul se combina si cu oxigen si cu apa pentru a forma oxid de fier. Oxidul este un solid care mentine aceeasi forma generala a metalului din care a fost format, dar mai poros si mai voluminos, fiind slab si fragil.

Se pot folosi trei metode pentru a preveni ruginirea fierului.

Crearea unui aliaj din fier care sa reziste coroziunii.

2. Adaugarea unui strat dintr-un material care sa reactioneze cu substantele corozive mult mai rapid decat fierul, astfel ca, pe masura ce acel strat se consuma, fierul este protejat.

Acoperirea cu un strat impermeabil in asa fel incat aerul si apa sa nu ajunga la fier.

Crearea unui aliaj din fier este cea mai buna metoda de protectie dar si cea mai scumpa. Un exemplu ar fi otelul inoxidabil care se obtine prin combinarea cromului si nichelului cu Fe. Acest aliaj nu este absolut inoxidabil, dar rezista chiar si sub actiunea unor substante corozive puternice, cum ar fi acidul azotic.

A doua metoda, protejarea cu un metal activ este si ea satisfacatoare , dar scumpa. Cel mai intalnit exemplu este metoda galvanizarii in care fierul este acoperit cu un start de zinc. In prezenta solutiilor corozive, un potential electric apare intre Fe si Zn, cauzand dizolvarea zincului si protejarea Fe pe toata perioada existentei Zn.

A treia metoda este cea mai ieftina dintre toate si de aceea, cea mai des intrebuintata. Ea satisface cerintele de protectie a fierului atata timp cat nu apare nici o fisura pe strat. Odata ce stratul este crapat, ruginirea incepe cel putin la fel de rapid decat daca nu ar fi avut nici o protectie. Daca stratul protector este format dintr-un metal inactiv, cum ar fi cositor sau crom, un potential electric se creaza, protejand stratul de protectie dar daunand Fe, permitand ruginei sa actioneze cu mai mare viteza. Cele mai eficiente straturi de protectie sunt cele cu smalt, iar cele mai ieftine sunt vopselele speciale, cum ar fi plumbul rosu.

Unele metale, cum ar fi aluminiul, chiar daca sunt foarte active chimic, nu prezinta urme de coroziune in conditii normale din atmosfera. La suprafata lui se formeaza un strat de oxid , protejandu-l de extinderea ruginei. Plumbul si zincul sunt protejate similar. Cuprul, insa, formeaza acea cocleala care este carbonatul de calciu.

Unele metale, numite si metale nobile sunt atat de inactive chimic incat nu sufera de coroziune din atmosfera : aurul, paladiul, platina.

Ca metode , enumeram : smaltuirea, camasuirea, electrometalizarea (placarea metalelor), galvanizarea, galvanoplastia.

Utilizarea metalelor si a aliajelor rezistente la coroziune

Din grupa metalelor si aliajelor rezistente la coroziune fac parte metalele nobile si aliajele lor, dar utilizarea lor este costisitoare. Se pot utiliza, in schimb, metalele si aliajele autoprotectoare, adica metalele si aliajele care in urma coroziunii initiale se acopera cu o pelicula izolatoare datorita fenomenului de pasivare. In majoritatea cazurilor se recurge la alierea metalelor cu un component adecvat.

Metode de actionare asupra mediului coroziv

Printre metodele de actionare asupra mediului coroziv amintim:

modificarea PH-ului mediului de coroziune (ex. neutralizarea apelor reziduale cu substante chimice)

indepartarea gazelor (O_2;CO₂) care maresc viteza de coroziune a mediilor corozive, mai ales a apei;

utilizarea inhibitorilor sau a pasivatorilor, ce sunt substante organice sau anorganice, care introduse in cantitati minime in mediul coroziv, micsoreaza sau anuleaza complet viteza de coroziune a acesteia;

protectia catodica consta in aplicarea unor metode galvanice de protectie a metalelor, folosind anozi metalici auxiliari, care se corodeaza in locul metalului protejat.

Metode de acoperire a suprafetelor metalice cu invelisuri anticorozive

Protectia prin invelisuri anticorozive se realizeaza prin acoperirea metalului cu un strat subtire de meterial autoprotector. Stratul autoprotector trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii :

sa fie compact si aderent;

sa fie suficient de elastic si plastic;

grosimea lui sa fie cat mai uniforma.

Stratul protector poate fi metalic sau nemetalic. Cele metalice depuse pe suprafata metalului protejat se pot realiza : pe cale galvanica, pe cale termica si prin placare.

Straturile protectoare nemetalice pot fi organice sau anorganice, realizate prin utilizarea lacurilor, vopselelor, emailurilor sau a foliilor de masa plastica, etc.

Alegerea uneia sau alteia dintre metodele de protectie este functie de :

parametrii tehnologici de functionare a instalatiei;

forma si dimensiunile obiectului protejat;

calitatea materialului suport;

amplasarea obiectului de protejat in instalatie ;

tehnologiile de aplicare si posibilitatile de executie a protectiei anticorozive.