Korozja – mechanizmy i...

Korozja to proces postępującego niszczenia metali na skutek ich reakcji z otoczeniem w obecności cieczy lub gazów, zachodzącego zwykle szybciej w wyższej temperaturze i na zanieczyszczonych powierzchniach. Korozja może mieć różną postać. Rozwija się na powierzchni równomiernie lub jedynie miejscowo (wżerowo, szczelinowo). Występuje także, jeśli dwa albo więcej metali styka się ze sobą w obecności elektrolitu (korozja galwaniczna). Może się rozwinąć na granicy ziaren metalu w wyniku nieprawidłowej obróbki cieplnej (korozja mikrokrystaliczna) albo jako skutek reakcji z otoczeniem w podwyższonej temperaturze. Przykładem korozji wysokotemperaturowej jest pogorszenie się właściwości mechanicznych metali wystawionych na działanie m.in. amoniaku, azotu, fluoru, tlenku węgla, metanu albo chloru. Najpowszechniej występuje korozja atmosferyczna – przykład to rdza na żelazie. Może mieć charakter chemiczny albo elektrochemiczny. W przypadku pewnych zastosowań i urządzeń występują też specyficzne odmiany korozji. Przykładem są pompy (patrz: ramka).

Choć korozji nie można całkiem wyeliminować, można ją ograniczyć. Jeżeli mimo wszystko rozwija się, oznacza to, że zastosowane środki nie są wystarczające lub dany sprzęt nie nadaje się do użytku w tych konkretnych warunkach.

…zapobieganie

Kluczowe znaczenie ma dobór odpowiednich materiałów. Odporna na korozję jest stal nierdzewna. Zawdzięcza ona tę właściwość zawartości chromu (minimum 10%), który tworzy na powierzchni samonaprawiającą się warstwę tlenku. Występuje w różnych odmianach. Przykładem jest stal nierdzewna 316, wyróżniająca się wyjątkową odpornością na korozję ze względu na większą zawartość niklu oraz dodatek molibdenu. Jest to popularny materiał, z którego wykonuje się obudowy urządzeń wykorzystywanych w środowisku morskim. Ten typ stali sprawdza się zwłaszcza w ich korpusach, natomiast nie jest polecany jako materiał wykonania nakrętek, śrub, złączy. W zamian lepiej jest wykorzystać stal nierdzewną 304, którą charakteryzuje wyższa wytrzymałość oraz odporność na zużycie, częściowo z powodu nieco wyższej zawartości chromu, i niższy koszt.

Stopy miedzi z kolei wyróżnia dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne, dobre właściwości mechaniczne, łatwość obróbki. Chociaż reagują z pewnymi kwasami, generalnie w powietrzu, wodzie, słonej wodzie, w obecności wielu organicznych i nieorganicznych chemikaliów mają dużą odporność na korozję. Nikiel oraz jego stopy są z kolei odporne na roztwory żrące. Inny przykład to aluminium i jego stopy, m.in. 5052, który poza odpornością na korozję wyróżnia wytrzymałość zmęczeniowa i łatwość spawania.

Kolejną ważną kwestią jest kompatybilność metali – powinno się unikać tych ich zestawień, w których może wystąpić korozja galwaniczna. Przykład to połączenie miedzi i stali nierdzewnej. Metale zabezpiecza się również, pokrywając je powłokami ochronnymi. Wytwarza się je m.in. w procesie cynkowania i miedziowania. Przed korozją zabezpiecza też malowanie proszkowe oraz powłoki ceramiczne.