korozja

Podstawy korozji i ochrony metali przed korozj

Metalrodowisko Oddziaywania

Ukad korozyjnyUkad korozyjny

Zniszczenia korozyjne: pogorszenie funkcji (utrata uytecznoci) metalu, rodowiska lub ukadu technicznego, ktrego s czciami


rodowiska (zawierajce czynniki korozyjne):- naturalne: atmosfera, gleba, wody, tkanki - zwizane z dziaalnoci czowieka, np: przemys chemiczny,

hutniczy, kosmonautyka, motoryzacja, spoywczy, oczyszczalnie ciekw, itp.


Metal:- metale, - metale, - stopy metali,- kompozyty z

elementami metalowymi


Oddziaywania:- elektrochemiczne korozja elektrochemiczna - elektrochemiczne korozja elektrochemiczna - chemiczne korozja chemiczna- mikrobiologiczne korozja mikrobiologiczna - fizyczne wraz z poprzednimi

zwykle wspdziaanie ronych oddziaywa

Pogorszenie funkcji rodowiska

Pogorszenie funkcji?

Korozja = samorzutna reakcja

Reakcja:M + O2 MOZmiana entalpii swobodnej reakcji:G0 = G0 (G0 + G0 ) < 0G0 = G0MO (G0M + G0O2) < 0

Zmiana entalpii swobodnej reakcji

Reakcja:M + O2 MO

Dla Fe2O3 G0 = -1484 kJ/molDla Fe2O3 G = -1484 kJ/molAl2O3 - 2281 kJ/molAu2O3 78 kJ/mol

MG0M

G0Mox

Redukcja rudy metalu: reakcja wymuszona

MG0MM

G0Mox

Metal w formie atomowej stan nietrway

MG0M

G0Mox

Korozja: reakcja samorzutna

Mox

Obieg (wielu) metali w przyrodzie

Trwaa forma metalu: elaza tlenek

Ochrona przed korozj


Oddziaywania:- chemiczne korozja chemiczna- chemiczne korozja chemiczna- fizyczne

Korozja chemiczna w rodowiskach nieelektrolitycznych (gazy, pary,

zwizki organiczne, stopiona siarka, brom) utlenianie metalu w wyniku bezporedniej reakcji

z utleniaczem:

nM + mX MnXmnM + mX MnXm najwiksze straty powoduje korozja wysoko-

temperaturowa (utlenianie, siarkowanie):

nM + mO2 MnO2m powyej 200 - 400C

Korozja chemiczna w rodowiskach nieelektrolitycznych (gazy, pary,

zwizki organiczne, stopiona siarka, brom) utlenianie metalu w wyniku bezporedniej reakcji

z utleniaczem:

nM + mX MnXmnM + mX MnXm najwiksze straty powoduje korozja wysoko-

temperaturowa (utlenianie, siarkowanie):

nM + mO2 MnO2m przykady: korozja turbin gazowych, silnikw

rakietowych, w piecach, w spalinach, przemys petrochemiczny, itd.

Korozja wysokotemperaturowa termodynamika

Warunek utleniania metalu: GT < 0Dla reakcji: nM + mO2 MnO2m

GT0 = RTln(pO r /pO ) < 0GT0 = RTln(pO2r /pO2) < 0

pO2 >pO2r

prno rozkadowa tlenkuzalena od temperatury

Temperaturowa zaleno prnoci rozkadowej tlenku

0,6

0,8

1, a

tm

0

0,2

0,4

0,6

600 700 800 900 1000

temperatura, oC

pO

2r, a

tm

pO2

tlenek powstaje tlenek nie powstaje

nM + mO2 MnO2mnM + mO2 MnO2m

pO2 > pO2r pO2 < pO2r

Temperaturowa zaleno prnoci rozkadowej tlenku

0,6

0,8

1, a

tm

0

0,2

0,4

0,6

600 700 800 900 1000

temperatura, oC

pO

2r, a

tm

pO2

tlenek powstaje tlenek nie powstaje

Prnoci rozkadowe tlenkw powszechnie stosowanych metali

Nawet w wysokich temperaturach prnoci rozkadowe tlenkw wikszoci metali s b. mae powstaj tlenki / metale utleniaj si

Warunki powstawania tlenkw elazapO2r,atm

10-4

100

pO2

FeO Fe

10-2

t, C800 1200 1600 2000 240010-10

10-6

10-8

Fe2O3

Fe3O4

Warunki powstawania tlenkw elazapO2r,atm

10-4

100

pO2

FeO Fe

10-2

t, C800 1200 1600 2000 240010-10

10-6

10-8

Fe2O3

Fe3O4

FeFe

FeO

Fe2O3Fe3O4

Fe

FeO

Fe

FeO

Fe3O4

Mechanizm korozji wysokotemperaturowej

O2

M + O2 MO - adsorpcja tlenu: O2 O2ads

M

Mechanizm korozji wysokotemperaturowejM + O2 MO - adsorpcja tlenu: O2 O2ads

- dysocjacja tlenu: O2ads 2Oads

M

O



- jonizacja tlenu: Oads + 2e O2-ads

M

O2-



- jonizacja tlenu Oads + 2e O2-ads

- reakcja chemiczna: M2+ + O2-ads MO

Dla dalszego biegu O2

M

MO

Dla dalszego biegu reakcji potrzebna jest dyfuzja reagentw: jonw, elektronw przez warstw produktu / tlenku:

O2-

M2+ e



- jonizacja tlenu Oads + 2e O2-ads

- reakcja chemiczna: M2+ + O2-ads MO

Ktre jony dyfunduj szybciej,

M

MO

Ktre jony dyfunduj szybciej, O2- czy M2+?O2-

M2+ e

Promie jonowy, nmO2- 0,140Fe2+ 0,075Fe3+ 0,067Cr3+ 0,065Al3+ 0,050

O szybkoci korozji decyduje dyfuzja kationw metalu do powierzchni tlenku

Kinetyka korozji wysokotemperaturowej

M

temperatura = const

ubytek masy metalu m/S

O2

M

Kinetyczne prawa utleniania

czas


M

m/S = kt + C


M

prawo liniowe: decyduje reakcja chemiczna, staa szybko utleniania, ubytek masy ronie liniowo z czasem

Produkt gazowy lub cieky lub stay, ale warstwa nie zapewnia ochrony (porowata, le przyczepna)

czas


M

MO

(m/S)2 = kt + C


M

prawo paraboliczne: decyduje dyfuzja przez narastajc warstw produktu, ubytek masy jest funkcj pierwiastka z czasu (szybko spada)

zwarta, gruba warstwa produktu = zgorzelina

czas


M

MO

(m/S) = klog(At + C)


M (m/S) = klog(At + C)

prawo logarytmiczne: decyduje migracja przez warstw produktu, ubytek masy jest funkcj logarytmu z czasu (szybko bardzo spada)

cienka (< 0,1 m) warstwa produktu = warstwa nalotowa

czas



prawo liniowe: wysokie temperaturyprodukt nie ma waciwoci ochronnych

prawo paraboliczne: rednie temperaturyzgorzelina

czas

zgorzelina

prawo logarytmiczne: niskie temperaturywarstwa nalotowa

Ochrona przed korozj wysokotemperaturow

Odporno na korozj wysokotemperaturow = aroodporno, zalena od waciwoci ochronnych zgorzelin:

- szczelno,- przyczepno,- wspczynnik rozszerzalnoci cieplnej produktu (tlenku)

podobny jak dla metalu, podobny jak dla metalu, - wysoka temperatura topnienia:

temperatury topnienia: Mg: 650C MgO: 2830CMo: 2620C MoO3: 802C


Odporno na korozj wysokotemperaturow = aroodporno, zalena od waciwoci ochronnych zgorzelin:

- szczelno,- przyczepno,- wspczynnik rozszerzalnoci cieplnej produktu (tlenku)

podobny jak dla metalu, podobny jak dla metalu, - wysoka temperatura topnienia, - mae przewodnictwo elektronowe,- mae wspczynniki dyfuzji jonowej (mae zdefektowania

zwaszcza podsieci kationowej)

stopy aroodporne


- dodatki stopowe tworzce zgorzeliny o dobrych waciwociach ochronnych: Cr, Al, Si do Fe, Ni (pocztkowo preferencyjna korozja skadnika o mniejszej aroodpornoci wzbogacenie powierzchni w skadnik o wyszej aroodpornoci wolniejsza korozja,

Cr2O3Fe2O3

Fe-Cr

- dodatki stopowe zmniejszajce zdefektowanie zgorzeliny (podsieci kationowej wolniejsza dyfuzja sieciowa wolniejsza korozja),

- powoki ochronne (m.in.: metaliczne: Al, Cr-Ni, cermety Cr-Al2O3, Ni-MgO, ceramiczne: SiO2, ZrO2, borki),

- atmosfery ochronne (prnia, Ar, He)

Fe

Poytki z korozji wysokotemperaturowej

- azotowanie: w atmosferze NH3 (N): tworzenie azotkw metali powierzchniowe utwardzenie stali wglowych i niskostopowych


Oddziaywania:- elektrochemiczne korozja elektrochemiczna- elektrochemiczne korozja elektrochemiczna

Korozja elektrochemiczna w rodowiskach elektrolitycznych (przewodnictwo

jonowe): roztwory elektrolitw i stopione elektrolity sprzenie dwch reakcji elektrochemicznych:

- anodowej (utlenianie metalu):

M Mz+ + ze

- katodowej (redukcja depolaryzatora):D + ze [Dze]

te reakcji zachodz z jednakow szybkoci przy potencjale korozyjnym

te reakcje mog zachodzi na rnych czciach powierzchni metalu (przepyw elektronw w metalu)

Korozja elektrochemiczna

powoduje najwiksze zniszczenia korozyjne metali

tak zachodzi korozja metali w rodowiskach naturalnych (atmosfera, gleba, wody, ciao czowieka) i zwizanych z dziaalnoci gospodarcz (przemys chemiczny, hutniczy, gospodarcz (przemys chemiczny, hutniczy, spoywczy, energetyka, )

Mechanizm korozji elektrochemicznej

R`oztwr elektrolityczny

Fe2+

Fe Fe2+ + 2e

Reakcja anodowa (utleniania metalu) powoduje polaryzacj ukadu, hamujc

Metal

Fe

Fe Fe2+ + 2e ukadu, hamujc jej dalszy bieg

e

e


Roztwr elektrolityczny

Fe2+ H+ H+

Metal

e

e



Fe2+

Metal

e

e

H+ H+



Fe2+Reakcja katodowa (redukcja jonw wodorowych) powoduje depolaryzacj

2H+ + 2e H2

Metal

H2

depolaryzacj umoliwiajc dalszy bieg reakcji anodowej (korozji)

2H + 2e H2

Fe Fe2+ + 2e reakcja anodowa

Korozja z depolaryzacj wodorow

2H+ + 2e H2 reakcja katodowa

Korozji wodorowej ulegaj zwaszcza metale aktywne w roztworach kwanych, np. Zn w roztworze HCl



Fe2+ O2

Inna reakcja depolaryzacji

Metal

e

e



Fe2+

Metal

e

e

O2



Fe2+Reakcja katodowa (redukcja tlenu) powoduje depolaryzacj umoliwiajc O2 + H2O + 2e 2OH

-

Metal

umoliwiajc dalszy bieg reakcji anodowej (korozji)

O2 + H2O + 2e 2OH-

OH-OH-

Fe Fe2+ + 2e reakcja anodowa

Korozja z depolaryzacj tlenow

O2 + H2O + 2e 2OH- reakcja katodowa

Korozja tlenowa zachodzi w rodowiskach natlenionych (napowietrzonych): atmosfera, gleba. Typowym przykadem jest korozja metali na linii wodnej.

Reakcja anodowa: roztwarzania metalu


Fe2+

Fe Fe2+ + 2e

Metal

e

e

Fe Fe2+ + 2e

Reakcja anodowe: inna moliwo


H2O H2O

Metal

Fe Fe



2Fe + 3H O Fe O + 6H+ + 2e

Metal

Fe2O3 Fe2O3

e

e

e

e e

e

2Fe + 3H2O Fe2O3 + 6H+ + 2e



H2O H2O

Metal

Fe2O3 Fe2O3

Reakcja anodowe: pasywacja


H2O H2O

Reakcja anodowe: pasywno

Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3 Fe2O3

Fe Fe

warstwa pasywna

Gdy warstwa tlenkowa / wodorotlenkowa jest: trudnorozpuszczalna, szczelna, przyczepna do podoa

Takie warstwy s bardzo cienkie i hamuj korozj.

Pasywno metali


Pasywno wykazuj m.in. stopy Fe (SONK), Cr, Ni, Ti, Al zwaszcza w roztworach utleniajcych.Pasywacja jest utrudniona, gdy: roztwr zawiera jony chlorkowe, metal zawiera wydzielenia niemetaliczne (siarczki).

Gdy warstwa tlenkowa / wodorotlenkowa jest: trudnorozpuszczalna, szczelna, przyczepna do podoa


Pasywno metali


Porowate, sabo przyczepne warstwy tlenkowe s grube i w maym stopniu hamuj korozj metalu, a mog je nawet przyspiesza.

utlenianie metalu do jonu:Fe Fe2+ + 2e

szybka reakcja

Reakcje anodowe:

utlenianie metalu do tlenku:2Fe + 3H2O Fe2O3 + 6H+ + 6e

nieznaczna szybko reakcji, jeli powstaje warstwa pasywna

Metal Roztwr korozyjny

Potencja korozyjny

e

e

e

reakcja anodowa: Fe Fe2+ + 2ereakcja katodowa: 2H+ + 2e H2Przy potencjale korozyjnym obie reakcje zachodz z rwn szybkoci (prd sumaryczny rwny zeru).

Analiza ukadw korozyjnych metal roztwr korozyjny:

W jakich warunkach wystpi korozja?

Jaki jest jej mechanizm depolaryzacji: tlenowa czy wodorowa?

W jakich warunkach wystpuje pasywno metalu?

Przebieg reakcji korozji elektrochemicznej zaley od potencjau metalu w roztworze korozyjnych (E) i skadu tego roztworu (m.in. pH).

Wykresy E - pH

Wykres E pH dla Fe

1

2

Fe3+

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3

Wykres E pH dla Fe

1

2

Fe3+

Warunki odpornoci dla Fe

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

odporno

Fe2O3

Warunki odpornoci i korozji dla Fe

1

2

korozja

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

korozja

Fe3O4

odporno

Fe2O3

Warunki odpornoci, korozji i teoretycznej pasywnoci dla Fe

1

2

korozja

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W korozja

odporno

pasywno

12

Fe3+

Warunki odpornoci, korozji i teoretycznej pasywnoci dla Fe

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3

Nieco inny wykres E-pH

dla Fe

Warunki wystpowania korozji z depolaryzacj wodorow

1

2

Fe3+

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3H+/H2

Warunki wystpowania korozji z depolaryzacj wodorow

1

2

SE

W

Fe3+

O2/OH-

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E,

VS

EW

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3H+/H2

Warunki wystpowania korozji z depolaryzacj tlenow

1

2

Fe3+

O2/OH-

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3H+/H2

Obszary na wykresach E-pH:

odpornoci metalu (trway atom metalu: Fe)

korozji (trwae jony metalu)

korozji z depolaryzacj wodorow / tlenow (rodzaj reakcji katodowej)(rodzaj reakcji katodowej)

teoretycznej pasywnoci (trwae tlenki / wodorotlenki metalu)

Wstpna analiza, bo liczne zaoenia i uproszczeniaKonieczno weryfikacji eksperymentalnej

Wykres E-pH dla Na

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

E, V

SE

W

Na+

H2/H+

OH-/O2

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

Na

Na

Korozja z depolaryzacj wodorow i tlenow,produkt: Na+

Wykres E-pH dla Cu

-0,5

0

0,5

1

1,5E

, V/S

EW

Cu2+ CuO22-

CuO

Cu2OH+/H2

O2/OH-

-1,5

-1

-0,5

0 2 4 6 8 10 12 14pH

Cu

Korozja z depolaryzacj tlenow,produkty: Cu2+ (pH: 0 - 7), CuO22- (pH: 13 - 14)

moliwa pasywno w roztworach sabozasadowych: Cu2O, CuO

Wykres E-pH dla Au

0,5

1

1,5

2

E,

V/S

EW

Au

Au(OH)3Au+ H2AuO3

-

HAuO32-

Au3+

O2/OH-

-1

-0,5

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E,

V/S

EW

H+/H2

Termodynamiczna odporno: niemoliwa korozja w roztworach wodnych?

Wykres E-pH dla Ta

0

1

2

E, V

SH

E Ta2O5

OH-/O2

H2/H+

-2

-1

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

E, V

Ta

2

Moliwa odporno na korozj w wyniku pasywacji: Ta2O5

Wykres E-pH dla Mg

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5E

, VS

EW

Mg2+ Mg(OH)2

H2/H+

OH-/O2

-3

-2,5

-2

-1,5

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

Mg2+

Mg

Mg(OH)2

Korozja w roztworach kwanych i obojtnych: Mg2+,moliwa pasywno w roztworach zasadowych: Mg(OH)2

Wykres E-pH dla Zn

0

1

2

E, V

SE

W

H2/H+

OH-/O2

Zn2+

Zn(OH)2HZnO2

-

-2

-1

0 7 14

pH

Zn

Korozja w roztworach kwanych i obojtnych: Zn2+

oraz silnie zasadowych: HZnO2-

moliwa pasywno w roztworach sabo zasadowych: Zn(OH)2

00,5

1

1,5

E, V

SE

W

WO42-H2/H

+

OH-/O2

WO3

WO

Wykres E-pH dla W

-1,5

-1

-0,5

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

W

WO2

Pasywno w roztworach kwanych: WO2, WO,korozja w obojtnych i zasadowych: WO42-

Korozja stopw jednofazowych (roztworu stae)

A B A B A B BA

Wykresy rwnowagi fazowej

A B A B A B BA

Pasywno stopw jednofazowych (roztwory stae) - na przykadzie stopu Fe-Cr

Preferencyjna korozja Fe (skadnik stopu ulegajcy

Fe Fe FeCr Fe Fe Fe FeCr

Fe Fe Fe Fe Fe FeCr Cr Cr

Fe Fe Fe FeCr Fe Fe CrCr

Fe Fe Fe Fe Fe FeCr Cr Fe

ulegajcy trudniej pasywacji) z powierzchni stopu


Wzbogacenie powierzchni w Cr (skadnik ulegajcy

Cr Cr

Fe Fe Fe Fe Fe FeCr Cr Cr



Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe

ulegajcy atwiej pasywacji)


Na powierzchni przewaa Cr -warstwa

Cr



Fe FeCr Cr Cr

Cr

Fe Fe Fe Fe

warstwa pasywna jest zbudowana prawie tylko ze zwizkw chromu

Odporno korozyjna stopu jest zbliona do odpornoci Cr (bardziej odpornego skadnika)

Cr

Fe Fe Fe FeCr Fe CrCr


FeCr Cr Cr

Szybko korozji stopw Fe-Cr w roztworze obojtnym

szybko korozji, mm/rok

Przy tej zawartoci

% Cr0 5 10 15

12%

Przy tej zawartoci Cr w stopie warstwa pasywna jest zbudowana gwnie z jego tlenkwSkadnik o wikszej odpornoci

korozyjnej (Cr) decyduje o odpornoci korozyjnej stopu

Krytyczne zawartoci skadnika o wyszej odpornoci korozyjnej (potrzebne do

pasywacji stopw jednofazowych)

stop rodowisko korozyjne

krytyczna zawarto, % at.

przykady stopw

Fe-Cr 0,5 M H2SO4, 20C

13 stale odporne na korozj 20C na korozj

(nierdzewne)Co-Cr 0,5 M H2SO4,

20C11 Vitallium

(protezy staww)

Nb-Ta 20% HCl, wrzcy

20

FM + B + A + B

Korozja stopw dwufazowych

Wykresy rwnowagi fazowej

A B A B BAA B

A + FM

A B A B BAA B

- anodowe (utlenianie metalu), np.:Fe Fe2+ + 2e

szybsze, gdy wzrasta potencja metalu

Szybko reakcji elektrochemicznych

- katodowe (redukcja depolaryzatora), np.:2H+ + 2e H2

szybsze, gdy obnia si potencja metalu

Ogniwo korozyjne

Roztwr korozyjny

M1 M12+ + 2e2H+ + 2e H2

M2 M22+ + 2e2H+ + 2e H2

EkorM1 EkorM2

M1 M2

Potencjay korozyjne metali w wodzie morskiej (szereg galwaniczny)

grafit

Au

Ti

Ag

Ni

-1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4

Ni

Cu

Fe

Al

Zn

Mg

Ekor, VNEK

Ogniwo korozyjne

Roztwr korozyjny

M1 M12+ + 2e2H+ + 2e H2

M2 M22+ + 2e2H+ + 2e H2

EkorM1 >> EkorM2

M1 M2

Ogniwo korozyjne

Roztwr korozyjny

Dua rnica potencjaw korozyjnych metali

2H+ + 2e H2 M2 M22+ + 2e

EkorM1 > > EkorM2

reakcja katodowa na M1 reakcja anodowa na M2

M1 M2

M1 = katoda M2 = anoda

e


Izolowane wydzielenia krystalitw fazy F2

rodowisko korozyjne

F1

F2

w matrycy z fazy F1


rodowisko korozyjne

EkorF1 < EkorF2

faza F1

anoda

faza F2

katoda

F1

F2

anoda

reakcja anodowa

katoda

reakcja katodowa


EkorF1 < EkorF2rodowisko korozyjne

faza F1

anoda

faza F2

katoda

F1

F2

anoda

reakcja anodowa

katoda

reakcja katodowa


Selektywna korozja fazy F1 z caej

objtoci stopu: pozostaj krystality fazy F2 i produkty

rodowisko korozyjne

F2

fazy F2 i produkty korozji fazy F1

800

1200

1600

t, o

CWykres fazowy Fe C

eliwa szare: (ferryt) + C (grafit)

+ C (grafit)

0

400

800

0 1 2 3 4 5 6

% mas. C

t,

Fe

+ C (grafit)

eliwo szare

Izolowane wydzielenia grafitu w ferrycie

ferryt (Fe): Ekor = -0,6 V

grafit (C): Ekor = 0,3 V

Ekor = 0,9 V

anoda

katoda

Korozja selektywna eliwa szarego w glebie (z zewntrz) = koroduje ferryt

Pozostaj patki grafitu i rdza

Wykres fazowy Cu-Zn

Cu: Ekor = -0,3 V

Zn: Ekor = -1 V

E = 0,7

katoda

anoda

Ekor = 0,7

Roztwr stay Zn w Cu + zwizek midzymetaliczny ZnCu

Korozja selektywna mosidzu w wodzie morskiej = koroduje faza bogata w Zn

Wykres fazowy Al-Ni

Al: Ekor = -0,9 V

Ni: Ekor = -0,1 V

E = 0,8 VEkor = 0,8 V

Al3Ni + Al3Ni2 + AlNi

Nikiel Raneya

Korozja selektywna stopu Ni-Al w 5 M NaOH = koroduj fazy bogate w Al

Pozostaje proszek: gbczaste krystality stopu Ni z ok. 15% Al,

powierzchnia waciwa ok. 100 m2/g!


rodowisko korozyjne

EkorF1 > EkorF2

faza F1

katoda

faza F2

anoda

F1

F2

katoda

reakcja katodowa

anoda

reakcja anodowa


EkorF1 < EkorF2rodowisko korozyjne

faza F1

katoda

faza F2

anoda

F1

F2

katoda

reakcja katodowa

anoda

reakcja anodowa


rodowisko korozyjne Selektywna korozja fazy F2 tylko z

powierzchni stopu: na powierzchni

pozostaje faza F1 (bardziej odporna)

F1

F2

(bardziej odporna) i ona decyduje o

odpornoci korozyjnej stopu

Krystality fazy F2 pozostaj w gbi stopu i zapewniaj np. umocnienie wydzieleniowe

Przykady

stopy Al-Mg w wodzie morskiej (selektywna korozja fazy Mg2Al3 z powierzchni)

stal w glebie (selektywna korozja aktywnych wydziele (S) z powierzchni)

stal damasceska w roztworach kwasw stal damasceska w roztworach kwasw (selektywna korozja aktywnych wydziele z powierzchni)

Wzrost odpornoci korozyjnej stopu

Metody ochrony przed korozj


Metody ochrony przed korozj

Modyfikacjarodowiska Ochrona

elektrochemiczna

Powokiochronne Modyfikacja

metalu

12

Fe3+

Ochrona katodowa

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3

Ochrona katodowaObnienie potencjau metalu w danym rodowisku z obszaru korozji do obszaru odpornoci

poczenie z metalem o niszym potencjale korozyjnym w danym rodowisku (protektorem),np. Fe z ?np. Fe z ?

Potencjay korozyjne metali w wodzie morskiej (szereg galwaniczny)

grafit

Au

Ti

Ag

Ni

-1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4

Ni

Cu

Fe

Al

Zn

Mg

Ekor, VNEK


poczenie z metalem o niszym potencjale korozyjnym w danym rodowisku (protektorem),np. Fe z Zn, Al lub Mgnp. Fe z Zn, Al lub Mg

Ochrona katodowa


poczenie z metalem o niszym potencjale korozyjnym w danym rodowisku (protektorem),np. Fe z Zn, Al lub Mgnp. Fe z Zn, Al lub Mg

pokrycie powok o niszym potencjale korozyjnym, np. Zn na stali (Fe)

podczenie chronionego metalu do ujemnego bieguna zasilacza prdu staego

Ochrona anodowa

1

2

Fe3+

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3

Ochrona anodowa

Podwyszenie potencjau metalu w danym rodowisku z obszaru korozji do obszaru pasywnoci

poczenie z metalem o wyszym potencjale w danym rodowisku (np. Ti z Pt)

przyoenie wyszego potencjau zasilacza prdu staego (potencjostatu)

Modyfikacja rodowiska korozyjnego (pH)

1

2

Fe3+

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12 14pH

E, V

SE

W

Fe2+

Fe3O4

Fe

Fe2O3

Zmiana pH rodowiska powodujca przejcie z obszaru korozji do obszaru pasywnoci

Modyfikacja rodowiska korozyjnego (pH)

wzrost pH (zobojtnienie, alkalizacja) ?

obnienie pH (zakwaszenie) ?

Wykres E-pH dla Zn

0

1

2

E, V

SE

W

H2/H+

OH-/O2

Zn2+

Zn(OH)2HZnO2

-

-2

-1

0 7 14

pH

Zn

Documents

korozja