DEFINITIE
COROZIUNEA este fenomenul de degradare superficiala sau in profunzime a unui material, de obicei metal, sub actiunea factorilor fizico-chimici din mediul inconjurator.
Metalele si aliajele folosite in tehnica ,venind in contact cu diferite substante din mediul inconjurator sunt atacate si distruse,incepand de la suprafata spr 424j99e e interior.
Unele metale formeaza la suprafata pelicule care protejeaza restul metalului de inaintarea coroziunii;acestea se numesc pelicule protectoare.O astfel de pelicula formeaza aluminiul , care, sub actiunea oxigenului din aer ,se acopera chiar la temperatura obisnuita cu un strat superficial de oxid de aluminiu ,care-l face rezistent fata de agentii atmosferici; fenomenul se numeste pasivitate. Indepartarea peliculei protectoare duce la depasivizarea metalului, adica la trecerea lui in stare activa.
Pelicule protectoare de oxizi formeaza si alte metale , cum sunt magneziul si plumbul.
Formarea unei pelicule protectoare explica explica pasivitatea unor metale fata de anumiti agenti chimici ; astfel cromul,aluminiul,fierul, sunt pasive fata de acidul azotic concentrat, fierul nu este atacat de acidul sulfuric concentrat ,plumbul este pasiv fata de acidul sulfuric diluat etc.
Coroziunea este un fenomen complex .Dupa natura fenomenelor care provoaca degradarea , se deosebesc doua tipuri de coroziune:
Chimica
Elecrochimica
a) Coroziunea chimica este determinata de actiunea gazelor uscate sau a neelectrolitilor asupra suprafetelor metalice ;produsele de coroziune se formeaza in urma unor reactii chimice dintre metal si agentii chimici din mediul corosiv.De exemplu ,la temperatura ridicata ,unele gaze ca oxigenul,clorul,acidul clorhidric,hidrogenul sulfurat,dioxidul de carbon, dioxidul de sulf provoaca coroziunea chimica a instalatiilor si utilajelor metalice cu care vin in contact. Acest proces de corodare are loc numai in prezenta unui oxidant(de obicei oxigenul din aer ), fiind cu atat mai pronuntat ,cu cat temperatura este mai ridicata.Astfel clorul actioneaza asupra metalelor la temperaturi de peste 200 grade C,acidul clorhidric gazos la temperaturi de peste 300 grade C,dioxidul de sulf ataca unele metale la temperaturi de peste 500 grade C. Coroziunea este puternica,deoarece acesti agenti chimici actioneaza in profunzime.
Coroziunea chimica se mai petrece si in neelectroliti,cum sunt substantele organice: alcooli,benzen,cloroform,benzina etc.
b) Coroziunea electrochimica . Se explica prin aparitia unor curenti electrici locali intre metale diferite ,sau untre matal si impuritatile pe care le contine; acest proces are loc in prezenta apei si a electrolitilor,la temperatura obisnuita.
In cazul coroziunii electrochimice ,intodeauna se corodeaza metalul mai activ,care formeaza anodul; metalul mai putin activ formeaza catodul;electronii migreaza de la anod spre catod, intocmai ca la un element galvanic.
Din cauza existentei conditiilor formarii unor curenti locali ,un metal care contine impuritati se corodeaza mult mai usor decat un metal in stare pura.
In cazul coroziunii electrochimice au loc doua procese :
*procesul anodic (de oxidare),care consta in trecerea metalului mai activ in solutie,sub forma de ioni
*procesul catodic(de reducere), care consta in neutralizarea ionilor de hidrogen de la suprafata metalului mai putin activ.
Deosebit de pagubitoare pentru economie este ruginirea fierului .El rugineste in prezenta simultana a aerului si a apei .
In cazul procesului de ruginire ,urmele de apa de pe suprafata obiectelor de fier indeplinesc rolul unui electrolit dintr-o microcelula electrochimica.
Fierul se oxideaza mai intai la Fe care ulterior este oxidat la Fe de catre oxigenul dizolvat in apa.
Se formeaza rugina ,un compus al fierului trivalent (un oxid hidrat) a carui formula este FeO(OH) sau Fe O *H O.
Reactia globala de formare a ruginii se poate scrie in modul urmator:
4Fe+O +6H O = 4FeO(OH)+4H sau
4Fe+O +6H O =2Fe O * H O+4H
Nu numai fierul , ci si alte metale pot fi supuse coroziunii :aluminiul ,cuprul,zincul etc. Coroziunea poate provoca pagube importante ,mai ales la nivelul exploatarilor industriale. Din acest motiv metodele de protectie a metalelor impotriva acestui fenomen constituie o preocupare permanenta a cercetatorilor din domeniul coroziunii.
Dintre metodele de protectie impotriva coroziunii se mentioneaza urmatoarele:protectie anodica,aplicarea de straturi protectoare , utilizarea inhibitorilor de coroziune,utilizarea aliajelor ,conditionarea mediului corosov si protectia catodica.
Daca fierul se corodeaza mult mai rapid in prezenta unui metal mai putin reactiv decat el , este evident ca in prezenta unui metal mai reactiv fierul este protejat.
Aceasta metoda de protectie anticorosiva se cunoaste sub numele de protectie anodica.
Pentru protejarea conductelor de fier subterane sau a vapoarelor ,se folosesc zincul sau magneziul.
Ca urmare ,anodul celulei galvanice este constituit din metalul mai reactiv.
Daca anodul este din zinc ,iar catodul este din fier ,la catod are loc descarcarea ionilor
H O .Reactiile care au loc in celula sunt redate de urmatoarele ecuatii:
Anod(-): Zn = Zn + 2e
Catod (+): 2H O +2e =2H O + H
Datorita faptului ca anodul se consuma ,acesta se mai numeste anod de sacrificiu.
Conditonarea mediului corosiv consta in indepartarea substantelor corozive din mediul cu care vine in contact metalul;astfel ,pentru indepartarea dioxidului de carbon si a oxigenului din ape ,ele sunt supuse unor tratamente speciale.
Inhibitorii de coroziune sunt substante ce se adauga mediului corosiv si au rolul de a diminua viteza de coroziune sau pot chiar sa opreasca procesul.
Aliaje . Un metal ce se corodeaza relativ usor poate fi aliat cu metale nobile,iar aliajul astfel obtinut capata proprietati noi ,cum ar fi rezistenta crescuta la coroziune.
Un bun exemplu de aliaj este otelul inoxidabil ,in care cromul sau cromul si nichelul sunt aliate cu fierul; acest aliaj nu este doar inoxidabil dar va rezista si actiunilor chimice corosive cum e caldura ,concentratul de acid nitric.
Protectia catodica urmareste transformarea obiectului metalic pe care dorim sa il protejam in catodul unei pile create artificial.Cum la catod are loc reducerea,metalul care joaca rol de catod nu va putea fi implicat in procese de oxidare.Pentru ca sistemul sa functioneze se utilizeaza drept anod al pilei de protectie un bloc metalic confectionat dintr-un metal foarte reactiv, cum ar fi magneziul sau zincul.Astfel, in locul coroziunii obiectului metalic protejat , se constata coroziunea blocului de magneziu sau zinc .Aceasta metoda se aplica mai ales in cazul obiectelor cu suprafete intinse ,a caror suprafata este greu de protejat in alt mod.
Straturile protectoare constituie o modalitate de protectie utilizata pe scara larga si de foarte multa vreme .Pe suprafata metalica de protejat se pot aplica staturi protectoare : metalice (un metal nobil,un aliaj rezistent la coroziune); anorganice (pelicula rezistenta la coroziune formata din oxidul sau din fosfatul metalului); organice (vopsele ce formeaza pelicule izolante intre metal si mediul corosiv).
Fierul se mai poate acoperi si cu alte metale cum ar fi staniul ,zincul ,cu conditia ca stratul protector sa fie perfect neted fara porozitati..Aceste metale formeaza un strat protector mai rezistent la coroziune.
In cazul in care fierul se acopera cu staniu si stratul protector de staniu este afectat ; in prezenta umiditatii apare o celula galvanica.Fierul,fiind mai reactiv decat staniul ,se va oxida, fiind anodul celulei galvanice,ir electronii se deplaseaza de la fier la staniu(catod).
In cazul in care fierul se acopera cu zinc se obtine fier galvanizat.Aceasta metoda de protectie are avantajul ca, daca stratul protector de zinc se distruge in prezenta umiditatii,celula galvanica incepe sa functioneze ,zincul,mai reactiv,corodandu-se. Zincul functioneaza ca anod ,fierul fiind electrodul pozitiv
|
