Coroziunea și protecția metalelor și aliajelor împotriva coroziunii

COROZIUNEA SI PROTECTIA METALELOR SI ALIAJELOR IMPOTRIVA COROZIUNII

Pierderile de metale si aliaje datorate coroziunii, reprezinta aproximativ o treime din productia mondiala de metale si de aliaje. Chiar daca se considera ca o parte din metalse reintoarce in circuit prin retopire, totusi, aceste pierderi totalizeaza, in cazul fierului, 10-15% din metalul obtinut prin topire.

Pagubele provocate de coroziune sunt legate nu numai de pierderile de metal, ci si de faptul ca utilajele, constructiile, piesele, etc., distruse de coroziune au un cost mult mai mare decat al materialului din care sunt confectionate. Daca la acestea se adauga si cheltuielile pentru repararea pagubelor provocate de coroziune, montarea aparaturii de inlocuire, utilizarea materialelor anticorozive scumpe, aplicarea metodelor de protectie anticoroziva, ne dam seama de importanta economica pe care o reprezinta coroziunea.

Coroziunea este un proces de distrugere partiala sau totala a metalelor, in urma unor reactii chimice sau electrochimice, care are loc in urma interactionarii lor cu mediul inconjurator.

Sub actiunea oxigenului din aer sau a altor medii ce contin oxigen, metalele se acopera cu pelicule de oxizi, a caror grosime depinde de temperatura si de timpul de incalzire. O apreciere relativa a proprietatilor protectoare ale peliculei de oxid, rezultate in urma coroziunii, este posibila cunoscand valoarea raportului dintre volumul oxidului format(Vox) si volumul metalului distrus (Vm). Pentru metalele ca Ni, cr, Cu, Sn, raportul dintre Vox/Vm este mai mare decat unitatea ceea ce determina formarea la suprafata acestora a unor pelicule care franeaza considerabil desfasurarea in continuare a procesului de oxidare. Conditia ca Vox/Vm>1 nu asigura intotdeauna o protectie anticoroziva, deoarece la formarea peliculei de oxid apar tensiuni care vor provoca fisurarea peliculei. In cazul fierului oxidarea in atmosfera a acestuia, cu formarea oxizilor de fier (ruginirea) are loc in 3 trepte.

Protectia impotriva coroziunii poate fi realizata pe mai multe cai, in functie de natura mediului coroziv si de conditiile tehnologice de exploatare. Principalele metode impotriva coroziunii sunt:

- protectia temporara sau conservarea este un procedeu de protectie anticoroziva pe o durata de 1-24 luni. Aceasta protectie temporara are un domeniu de utilizare larg deoarece conservarea se executa de la nivelul materiilor prime pana la produsul finit, cat si pe timpul prelucrarii, depozitarii si transportarii lui;

- alegerea rationala a materialului de constructie a instalatiilor in functie de natura mediului coroziv, de parametrii de functionare ai utilajului si de costuri, alegandu-se astfel materialul care are cea mai buna comportare;

- tratamente de suprafata si modificarea compozitiei materialelor metalice. Pentru elaborarea unor materiale metalice rezistente la coroziune, in practica se aplica se aplica o metoda franare a proceselor anodice prin schimbarea compozitiei acestora, adica prin adaugarea unor componenti de aliere la metalul sau aliajul protejat. Actiunea protectoare exercitata de metalul mai nobil din solutia solida (aliaj) poate fi explicata printr-un efect de ecranare. Se poate considera ca in primele momente ale contactului cu electrolitul, se corodeaza metalul mai putin nobil, obtinandu-se o suprafata formata din componentul mai nobil, care protejeaza apoi aliajul impotriva coroziunii. Ca variante de tratament de suprafata exista: cromul, ca element de aliere, mareste rezistenta la coroziune a tuturor otelurilor inoxidabile, formand la suprafata acestora, un strat pasiv de acoperire; nichelul, alaturi de crom, sporeste rezistenta la coroziune a aliajelor, in solutii acide, alcaine sau de saruri, prin formarea si stabilizarea unei pelicule protectoare ; de asemenea modifica strucura aliajului imbunatatinu-i caracteristicile de conductibilitate, rezistenta mecanica si capacitate de sudare; molibdenul, adaugat in proportie de 2-4% la otelul austenitic Cr-Ni 18-8, formeaza o alta grupa importanata de oteluri, care poarta denumirea de 18-8 Mo; titaniul, niobiul si tantalul, se adauga aliajelor pentru prevenirea coroziunii intercristaline, prin formarea unor cabluri stabile.