Coroziunea si protectia metalelor si aliajelor impotriva
coroziunii
1. Generalitati:
In epoca contemporana de intensa dezvoltare industriala, cand consumul de metale si utilaje este in continua crestere apare ca deosebit de importanta, in special pentru cele feroase, preocuparea pentru protejarea acestora impotriva distrugerii prin coroziune.
Pierderile de metale si aliaje produse de coroziune reprezinta aproximativ o treime din productia mondiala. Chiar daca se considera ca o parte din metal se reintoarce in circuit prin retopire, totusi aceste pierderi totalizeaza in cazul fierului cel putin 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 chelutielile pentru repararea pagubelor provocate de coroziune, montarea aparaturii de inlocuire, utilizarea materialelor anticorozive scumpe, aplicarea metodelor de protectie anticoroziva, cat si faptul ca aproape in toate domeniile industriei se pune problema protectiei anticorozive, ne dam seama de importanta economica pe care o prezinta coroziunea.
Coroziunea metalelor si aliajelor se defineste ca fiind procesul de distrugere spontana a acestora, in urma interactiunilor chimice, electrochimice si biochimice cu mediul de existenta.
In practica fenomenele de coroziune sunt de obicei extrem de complexe si apar sub cele mai diferite forme, motiv pentru care, o clasificare riguroasa a tuturor acestor fenomene nu este posibila, intre diferite clase existand intrepatrunderi.
Dupa mecanismul de desfasurare se pot distinge doua tipuri de coroziune :
-coroziunea chimica care se refera la procesele de distrugere a metalelor si
aliajelor care se produc in gaze uscate, precum si in lichide fara conductibilitate electrica si in majoritatea substantelor organice ;
-coroziunea electrochimica se refera la procesele de degradare a metalelor si
aliajelor in solutii de electroliti, in prezenta umiditatii, fiind insotite de trecerea
curentului electric prin metal.
Atat coroziunea chimica cat si cea electrochimica, fiind procese ce se desfasoara la interfata metal-gaz, fac parte din categoria reactiilor eterogene si se supun legilor generale ale cineticii acestor reactii.
Dupa aspectul distrugerii, coroziunea poate fi clasificata in : coroziune continua, cand intreaga suprafata metalica a fost cuprinsa de actiunea mediului agresiv; si caroziunea locala cand distrugerea se produce numai pe anumite portiuni ale suprafetei metalului sau aliajului.
2. Coroziunea chimica :
Coroziunea chimica a metalelor sau aliajelor se produce prin reactii ce se desfasoara la suprafata acestora in contact cu gaze uscate sau solutii de neelectroliti.
Produsele care rezulta sub actiunea acestor medii raman, in general, la locul interactiunii metalului cu mediul coroziv, sub forma de pelicule de grosimi si compozitii diferite.
In functie de proprietatile lor fizico-chimice peliculele de corziune exercita o influenta importanta asupra desfasurarii ulterioare a procesului de coroziune, a cineticii acestuia, putandu-l frana intr-o masura mai mare sau mai mica.
Formarea peliculelor oxidice de coroziune :
Sub actiunea oxigenului din aer sau a altor medii care contin oxigen, metalele se acopera cu pelicule de oxizi a caror grosime depinde de temperatura si timpul de incalzire.
In funtie de durata si de temperatura de incalzire a metalului, peliculele formate au diferite grosimi si proprietati de protectie prezentate in tabelul urmator :
Felul peliculei Grosimea peliculei [Å ] Proprietatile peliculei
Pelicule subtiri Sub 400 Nu protejeaza din cauza rezistentei reduse pe care o opune difuziunii agentului corosiv
Pelicule medii 400-5000 Prezinta proprietati de protectie a suprafetei metalice
Pelicule groase Peste 5000 Protectie ineficienta deoarece se fisureaza sub actiunea tensiunilor interne
O apreciere rapida a proprietatilor protectoare a peliculei de oxid rezultate in urma coroziunii este posibila cunoscand valoarea raportului dintre voluzmul oxidului format si volumul metalului distrus :
Vox =Mox /ρox ; Vm=An/ρm; Vox /Vm=Mox /ρox*ρm /An ,
in care: Mox-este masa moleculara a oxidului;
ρox-greutatea specifica a oxidului;
A-masa atomica a metalului;
ρm-greutatea specifica a metalului;
n-coeficientul stoechiometric al metalului;
Daca acest raport este subunitar, adica Vox /Vm <1, stratul de oxid este discontinuu si permeabil, ca urmare, nu prezinta proprietatile protectoare. Astfel se comporta metalele alcaline si alcalino-pamantoase.
Pentru alte metale, ca: Ni, Cr, Cu, Sn, Zn, . , raportul Vox /Vm >1; La suprafata acestora se formeaza pelicule care franeaza considerabil desfasurarea in continuare a procesului de oxidare, adica poseda proprietati protectoare.
Conditia Vox /Vm >1 nu asigura intotdeauna o protectie anticoroziva, deoarece in timpul formarii peliculelor, apar tensiuni care vor provoca fisurarea acestor pelicule.
In cazul Fe-ului oxidarea in atmosfera a acestuia cu formarea oxizilor de Fe (rugina) are loc in trepte.
