Sisteme de Protecție Anticorozivă în Procesarea Agroalimentară

Definiţiile coroziunii

Coroziunea este un proces de alterare, datorat atacurilor chimice sau electrochimice asupra metalelor, sub acţiunea substanţelor de natură acidă şi bazică. Astfel coroziunea este o reacţie redox eterogenă la interfaţa material/mediu in care materialul este oxidat şi un component (sau mai mulţi) din mediu este redus. Coroziunea atacă stratul superficial de vopsea de la suprafaţa metalului, trecând cu timpul la straturile următoare, viteza cu care acestea sunt atacate depinzând de o multitudine de factori cum ar fi: frecvenţa expunerii şi durata ei, umiditatea, viteza şi direcţia vântului, praful, soarele, gradul de poluare a mediului în care se găseşte materialul respectiv.

Termenul de coroziune nu cuprinde astăzi numai tendinţa naturala a materialelor de a se coroda, dar cuprinde de asemenea atacul din partea substanţelor chimice, aburilor şi a solvenţilor agresivi , in condiţiile industriei moderne, asupra metalelor şi a altor materiale.

Sistemele de protecţie anticorozivă reprezintă totalitatea procedeelor, măsurilor şi materialelor folosite pentru a feri materialele tehnice de acţiunea agresivă a mediilor corozive.

Obiectivul sistemelor de protecţie anticorozivă este acela de a preveni contactul direct dintre material şi oxigenul din atmosferă, umiditate si alte substanţe care declansează efectul de coroziune.

Mijloacele de protecţie anticorozivă sunt foarte variate şi se pot grupa în următoarele categorii:

• Metode de prevenire a coroziunii

• Utilizarea materialelor rezistente la coroziune

• Metode de acţionare asupra mediului coroziv

• Metode de acoperire a suprafeţelor metalice

Coroziunea metalelor şi a materialelor metalice in general, e un proces natural, de multe ori necontrolabil, care este rezultatul instabilităţii termodinamice a acestor materiale şi al tendinţei lor de a trece în stare stabilă, sub formă de compuşi. Distrugerile corozive afectează toate industriile şi deci toţi oamenii.

Aprecierea fenomenului de coroziune

Orice abordare fundamentală a fenomenului de coroziune trebuie să ia în considerare trei factori: metalul, interfaţa metal/mediu şi mediul.

Metalul. Dintre cele peste 100 de elemente chimice cunoscute, aproximativ 80 sunt metale, fiecare având proprietăţi fizice, mecanice şi chimice diferite. Deşi toate se pot coroda, intr-o situaţie dată, fiecare se corodează în mod diferit şi probabil într-o manieră diferită. Mai mult aproape jumătate dintre aceste metale au fost aliate, formându-se peste 40 000 de aliaje. Pe lângă marea diversitate a compoziţiilor chimice ale materialelor metalice, trebuie luate în considerare efectele eterogenităţilor associate unui metal sau aliaj, cum ar fi: eterogenităţile atomice şi eterogenităţile micro- şi macroscopice, care vor determina mecanismul detaliat al procesului de corziune.

Mediul. Mediile, în contact cu care sunt utilizate materialele sunt de o mare varietate, implicând:

-medii naturale: atmosfera (rurală, urbană, industrială, marină, tropicală); apa(potabilă, de râu, de mare); solul (nisip, turbă,argilă, loes)

-medii artificiale: soluţii apoase ( acide, alcaline, de săruri) ; substanţe şi soluţii organice, gaze şi vapori, metale şi săruri topite.

Interfaţa metal/mediu. Formarea şi creşterea unui film de produs de reacţie la interfaţa metal/mediu va influenţa ionizarea şi dizolvarea metalului, reducerea nemetalului, adsorbţia.

Măsurarea coroziunii se face cel mai frecvent pe baza pierderii în greutate( dacă produşii de coroziune pot fi uşor îndepărtaţi) sau a creţterii în greutate ( dacă produşii de reacţie nu pot fi indepărtaţi, cum este cazul coroziunii la temperature ridicate, în absenţa apei lichide.) viteza de coroziune se exprimă fie ca variaţie de masă raportată la unitatea de suprafaţă şi timp, fie ca indice de penetraţie, (mm/an). Trebuie subliniat că aceste exprimări include 2 presupuneri; Prima este aceea că viteza de corziune este constantă pe toată perioada încercării- caz rar, deoarece, de regulă vitezele de atac tind să scadă în timp. Utilizatorul poate folosi datele numai dacă se specifică şi durata testului. A doua eroare probabilă este aceea că acest mod de exprimare implică o coroziune uniformă pe întreaga suprafaţă. Vitezele de coroziune astfel exprimate reprezintă valori medii şi caracterizează numai coroziunea generală a metalelor.

În anumite condiţii, atacul coroziv este localizat pe arii sau zone limitate şi pierderea în greutate a metalului nu este apreciabilă, deşi consecinţele pot fi grave.

Mecanisme de coroziune

În funcţie de sediul reacţiilor parţiale se deosebesc 3 mecanisme de coroziune electrochimică:

-coroziunea omogenă, în care anozii şi catozii nu pot fi distinşi pe cale experimentală, cu toate că prezenţa lor este postulată de teorie, fie că sunt separaţi de distanţe atomice, fie că aceeaşi arie funcţionează alternativ ca anod sau catod. Ca examplu de proces de coroziune, care se desfăşoară după acest mecanism se pot enumera: coroziunea uniformă a metalelor în soluţii acide, alcaline şi neutre, soluţii neapoase sau săruri topite.

-coroziunea eterogenă, în care anumite zone ale metalului ce pot fi distinse pe cale experimentală, funcţionează preponderant anodic sau catodic.Diferenţierea zonelor anodice şi catodice este determinată de neomogenitatea fazei metalice(contacte bimetalice, prezenţa incluziunilor de impurităţi, structura policristalină, repartizarea neuniformă a temperaturii sau tensiunilor interne.) precum şi de neomogenitatea mediului de corziune(concentraţii diferite, aerare diferenţială)

-coroziunea prin film , caracterizează sistemele de corziune în care suprafaţa metalului se acoperă cu un film de produs de reacţie adherent şi, ca urmare, interfaţa metal/produs de reacţie funcţionează în calitate de anod, iar interfaţa produs de reacţie mediu de coroziune funcţionează drept catod. Produsul de reacţie are rol de electrolit solid, prin care se transferă particulele încărcate electric. Ca example tipice de sisteme de coroziune, care funcţionează după acest mechanism, servesc sistemele: metal/gaz şi metal/vapori, metal/topitură-aşa numita coroziune “uscată”.