Koroze a ochrana proti korozi – maturitní otázka

 

Otázka: Koroze a ochrana proti korozi

Předmět: Technologie a strojírenství

Přidal(a): poutnik36

 

 

1) ROZDĚLENÍ KOROZE

• Korozí se rozumí samovolné vzájemné působení mezi prostředím a materiálem, které má za následek znehodnocení materiálu
• Korozi dělíme:
  • Podle mechanismu vzniku – chemická, elektrochemická, mechanická
  • Podle vzhledu – rovnoměrná, nerovnoměrná, bodová, selektivní, mezikrystalická, transkrystalická
  • Podle prostředí – vzdušná, kapalinová, zeminná

 

Vodíková koroze:

• Při vysokých teplotách a tlacích chemicky reaguje vodík s uhlíkem rozpuštěným v tuhém roztoku a zejména s cementitem. Vzniká metan. Ten není schopen difůze a soustřeďuje se v místě vzniku (místo rozpadajícího se perlitu). Zde svým tlakem vyvolává velká vnitřní pnutí, která mohou vézt ke vzniku trhlin.

 

Vodíková křehkost:

• Projevuje se za normálních a nízkých teplot. Vodík může difundovat do oceli, ovšem nemůže dojít k reakci s uhlíkem v oceli (není dostatečná teplota). Atomy vodíky, které difundují do kovu, mají snahu vystoupit z krystalické mřížky železa a vytvořit vodík molekulární. Tento vodík se hromadí v místech poruch, trhlin, pór nebo hranicích zrn a tlak zde roste a vznikají trhliny uvnitř materiálu či puchýře na povrchu.
• Vodíková křehkost i koroze jsou nebezpečné, protože často probíhají uvnitř materiálu bez jakýchkoliv známek na povrchu.

 

Galvanický článek:

• Do elektrolytu H₂SO₄ jsou ponořeny dvě elektrody ze zinku a mědi. H₂SO₄ se rozloží, zinek na sebe naváže SO₄, volné elektrody tečou k mědi, na kterou se váže H₂. Méně ušlechtilý prvek (zinek) se tímto rozpustí

 

2) KOROZNÍ NAPADENÍ

• Rovnoměrná koroze:

Vzniká v celé ploše. Tvary korozního napadení se liší pouze nerovností povrchu. Ze změny profilu povrchu před korozní zkouškou a po ní se usuzuje, zda došlo ke koroznímu napadení. Poslední tvar může být přechodem mezi rovnoměrnou a selektivní korozí. Nejméně nebezpečná

 

• Selektivní koroze

Napadá pouze jednu fázi slitiny nebo jen některá zrna. Vysoké nebezpečí.

 

• Důlková koroze:

Korozní napadení, jehož hloubka se přibližně rovná šířce

 

• Bodová koroze:

Korozní napadení, jehož hloubka je podstatně větší než šířka. Rychle postupuje do hloubky, bez podstatného zvětšování šířky.

 

• Mezikrystalická koroze:

Vyznačuje se výskytem zkorodovaného pásma podél hranic zrn kovu. Korodovat mohou hranice všech nebo jen některých zrn.

 

• Transkrystalická koroze:

Projevuje se přítomností značného počtu transkrystalických trhlin. Probíhá napříč zrn, je velmi nebezpečná.

 

Kavitace:

• Setkáme se s ní u zařízení, které je vystaveno velkým rychlostem proudící kapaliny. Děj probíhá ve velmi rychlém sledu a během několika týdnů může vyřadit součást z provozu (lopatky turbín, vrtulová míchadla, lodní šrouby). Má za důsledek charakteristické houbovité rozrušení struktury kovového materiálu.

 

3) OCHRANA PROTI KOROZI

Volba vhodného materiálu:

• Různé materiály korodují za stejných podmínek různou rychlostí.
• Volíme především ušlechtilé materiály (Au,Ag,Cr,Ni,Al,…)
• Na povrchu těchto kovů vzniká tenká vrstva oxidů, která brání další oxidaci

 

Konstrukční úpravy:

• Konstrukce musí být postavena tak, abychom co nejvíce zkrátili dobu styku s korozním prostředím (např. spádová voda)
• Zrovnoměrnit korozní podmínky (např. obtékání vzduchem)
• Přizpůsobit konstrukci povrchovým úpravám (zpřístupnit místa pro lak, pokovování..)

 

Technologické zpracování:

• Součásti by měly mít co nejhladší povrch
• Měli by se tepelně zpracovávat (normalizační žíhání, žíhání na snížení vnitřního pnutí).
• Drsnost povrchu
• Brát v potaz, že při sváření dochází ke změně struktury, při ohýbání může docházet k prasklinám v místě ohybu…

 

Úpravami korozního prostředí

• Snížením koncentrace korozně aktivních látek nebo jejich odstraněním:
  • př.: úprava vody pro ústřední topení..
  • Potrubí vedené pod zemí (plynovod) – velmi obtížné

 

• Snížením vlhkosti:
  • zbavení nadměrné vlhkosti odsáváním, filtrací, klimatizací..)

 

• Elektrochemická ochrana:
  • Ochrana katodická – Anoda je z méně ušlechtilého materiálu než obal (povlak se vytvoří na anodě a chrání obal)
  • Ochrana anodická – Katoda je z ušlechtilejšího materiálu než obal (povlak se vytvoří na obalu a chrání ho)

 

Ochrana povlaky

• Nejrozšířenější způsob
• Povlak chrání výrobek tím, že jej odděluje od korozního prostředí jehož vlivu musí sám dostatečně odolat
• Před nanášením povlaků musíme odmastit,očistit a osušit povrch.

 

• Kovové povlaky:
  • Chemický způsob: Nanášení povlakového kovu bez elektrického povrchu (niklové povlaky)
  • způsob: Účinek stejnosměrného proudu v galvanické lázni (pomědění)
  • Žárové povlaky: Vznikají ponořením do taveniny (zinkování plechů a drátů)
  • Metalizované povlaky: Provádí se nástřikem roztaveného kovu (Al,Zn)
  • Difuzní povlaky: Difúze povlakového kovu do kovu chráněného (chromování)
  • Kondenzační povlaky: Vznikají odpařováním povlakové látky ve vakuu

 

• Nátěry:
  • Souvislé povlaky nanesené v 1 nebo více vrstvách
  • Nátěr se skládá ze základního nátěru a nátěrové hmoty
  • Nanáší se: smáčením, nátěrem, nástřikem, ručně štětcem,…

 

• Smaltování:
  • Nanesení tenké vrstvy borsilikátového skla (frita)
  • Smalty jsou lehké, chemicky dobře odolné, ale nesnášejí nárazy a velké změny teplot

 

• Povlaky z plastu a pryží:
  • Nanášejí se ve formě prášku, které se teplem nataví. (PVC,PE,Teflon..)

 

• Galvanické pokovování:
  • Provádí se elektrolýzou
  • Nanášení kovového povlaku na základní kov