Metode de protecție împotriva coroziunii

Coroziunea metalelor si aliajelor. Metode de protectie impotriva coroziunii

Coroziunea este fenomenul de distrugere spontana a metalelor si aliajelor in cursul actiunii lor cu mediul inconjurator. Coroziunea este un proces spontan caracterizat prin variatia entalpiei libere negative. Este un proces eterogen deoarece se produce la limita dintre faze diferite. Prin coroziune reteaua cristalina metalica se distruge metalul trecand sub forma de ioni metalici in mediu coroziv sau sub forma de compusi. Acesti compusi in anumite conditii dependente de natura metalului, a mediului coroziv si a conditiilor fizice ale procesului pot sa adere pe suprafata metalului si sal protejeze importriva coroziunii.

Clasificare :

1. Dupa mecanism exista 3 tipuri : chimica, biochimica, electrochimica.

Cea chimica se supune legilor cineticii chimice in sistem eterogen si nu este insotita de generare de curent electric.

Cea biochimica este varianta coroziunii chimice si se produce sub actiunea microorganismelor.

Cea electrochimica respecta legile cineticii electrochimice si este insotita de generare de curent electric.

2. Dupa aspectul fenomenului exista coroziune: generale (uniforma, neuniforma) si locala (in puncte, pete , plagi)

3. Dupa mediu exista coroziune : in gaze, in electroliti, in neelectroliti (in atmosfera umede, in sol umed, in baze acizi sau saruri)

Cantitativ coroziunea se masoara prin viteza de coroziune definita drept masa de metal pierduta pe unitatea de suprafata si timp. In coroziunea electrochimica reactia este insotita de curantul electric , masa metalului pierdut si se calculeaza cu legea lui Faraday.

Coroziunea chimica se produce in gaze uscate la temperaturi ridicate si in lichide neconducatoare de electricitate. In gaze coroziounea este provocata de Cl2, H2, SO2, CO2, H2S.

Cinetica chimica a oxidarii metalelor la temperaturi analte studiaza legile cresterii peliculei de oxid y in functie de timp.

Legea liniara : y=kt

Legea parabolica : y^2=kt

Lega logaritmica : y=lnkt

Dupa legea liniara se corodeaza metalele care se distrug total, nu formeaza pelicule protectoare (metalele alcaline, alcalino-feroase).

Dupa legea parabolica se corodeaza metalele care formeaza pelicule protectoare la temperaturi ridicate. Aplatizarea parabolei indica formarea peliculei protectoare.

Dupa legea logaritmicase corodeaza metalele care formeaza pelicule protectoare la temperaturi mai mici. Aplatizarea functiei arata formarea peliculei.

Toate metalele la inceputul coroziunii urmeaza legea liniara, apoi in functie de natura si conditii.

Exemple de coroziune chimica in atmosfera industriala: decarburarea otelurilor, fragilizarea de hidrogen..

Decarburarea otelurilor – scaderea continutului de C din stratul superficial al otelului datorita reactiei cementitei cu H2, O2, CO2. aparitia fierului pulbere si a gazelor determina scaderea rezistentei superficiale a otelului.

Fragilizarea de hidrogen – H2 ataca otelurile si cuprul . asupra otelului actioneaza prin decarburare si prin reducerea oxizilor metalici dizolvati in otel. Asupra cuprului actioneaza prin reducerea oxidului de cupru dizolvat in el. H2 patrunde in material dea lungul legaturilor metalice sub forma de atom. Produsii de coroziune raman in interiorul materialului provocand tensiuni interne. Este o coroziune foarte periculoasa deoarece aparent nu sunt modificari iar in timp se pot produce fisurari sau ruperi ale instalatiilor metalice. In plus Cu isi pierde complet elasticitatea.

Coroziunea electrochimica – se produce in medii bune conducatoare de electricitate, apenaturale, atmosfera umeda, sol umed, solutii de acizi,baze sau saruri.

-este o reactie redox insotita de generare de curent electric.

Reactia de oxidare se numeste reactie anodica si reactia de reducere se numeste reactie catodica.

Reactia anodica : R.OxiDARE a metalului supus coroziunii deci consta in ionizrea lui. Deci reteaua cristalina se distruge. Metalul trece in mediu coroziv ca ion pozitiv. Acesti ioni in anumite conditii care tin de metal mediu, conditii fizice pot forma oxizi, hidroxizi sau saruri greu solubile care pot sa aiba actiune protectoare asupra metalelor.

Reactia catodica este o reactie de reducere a unui agent din mediu coroziv care castiga electroni pierduti prin oxidarea metalului si care se numeste depolarizant.

Deci reactia anodica depinde de natura metalului dar intotdeauna este ionizarea lui iar reactia catodica depinde de natura mediului coroziv.

Interpretarea fenomenului de coroziune electrochimica:

a)in cazul suprafetelor eterogene :

- eterogenitatea chimica (incluziuni metalice sau nemetalice cu caracter mai electropozitiv dacat metalul de baza)

- eterogenitate fizica (dezordini structurale)

- eterogenitatea conditiilor fizice : distributia neuniforma a temperaturii, a energiei radiante solare, prezenta unor curenti de dispersie in sol.

Se admiteca apar si functioneaza un nr mare de pile galvanice microscopice numite pile locale sau micropile. Reactia anodica se produce in zonele mai tensionate de pe suprafata iar cea catodica in imediata suprafata a ei. Coroziunea electrochimica este insotita de curenti locali de coroziune.

b)in cazul suprafetelor omogene :

- aliaje cu structura de solutii coroziunea se aplica prin instabilitatea termodinamica a metalului in raport cu mediul coroziv.

Concluzie : Indiferent de starea suprafetei coroziunea electrochimica inseamna o reactie anodica de ionizare a metalului si una catodica de reducere. In cazul suprafetelor neomogene coroziunea este localizata in anumite zone.