Coroziunea Metalelor

COROZIUNEA METALELOR

1. GENERALITĂŢI

Coroziunea include toate procesele chimice şi electrochimice care au drept rezultat degradarea spontană şi continuă a suprafeţelor metalelor şi aliajelor.

Majoritatea metalelor se găsesc în natură sub formă de combinaţii dintre care de cele mai multe ori sub formă de oxizi. Acest fapt dovedeşte că pentru aceste metale, starea metalică este instabilă din punct de vedere termodinamic, în prezenţa agenţilor chimici şi electrochimici, ele având tendinţa de a se coroda, refăcând condiţiile din care au provenit. În seria tensiunilor chimice, aceste metale sunt situate înaintea hidrogenului şi au potenţiale normale de electrod negative.

În tehnologie tocmai aceste metale sunt folosite cu precădere, din care cauză pierderile de metale sunt dintre cele mai mari. Un număr restrâns de metale, metale nobile, se găsesc în natură şi în stare liberă. Ele se situează după hidrogen în seria tensiunilor electrochimice şi suferă mai greu procesul de degradare prin coroziune.

De cele mai multe ori, coroziunea chimică capătă un aspect electrochimic (coroziune electrochimică), deoarece instalaţiile, utilajele, maşinile, staţiile de transformare, conductele aeriene şi subterane de gaze şi apă, etc. în contact cu agenţii atmosferici (oxigenul sau umezeala din aer), sunt de fapt sisteme electrochimice, formate dintr-un metal sau aliaj în contact cu un electrolit. Aceste sisteme dau naştere la pile electrice locale.

Pierderile cele mai însemnate de metal se datorează coroziunii fierului şi a aliajelor feroase.

Când dezastrele foarte mari au loc, cheltuielile pentru reparaţii, echipamente şi timp sunt foarte mari. În timpul evaluării performanţelor materialelor, este esenţial pentru un inginer să considere efectele coroziunii alături de alte caracteristici cum ar fi forţa şi elasticitatea. Pentru a putea alege materialele potrivite, este important pentru un inginer să înţeleagă natura coroziunii, tipul coroziunii si metodele de prevenire a diferitelor tipuri de coroziune.

Poluanţii din aer se găsesc sub formă lichidă, solidă şi gazoasă. Cunoaşterea mediilor şi tipurile de coroziune sunt foarte importante pentru inginerii constructori.

Inginerul trebuie să cunoască riscurile potenţiale ale coroziunii şi trebuie să cunoască metodele folosite pentru atenuarea diferitelor tipuri de atacuri ale coroziunii.

2. TIPURI DE COROZIUNE

Cele mai importante clasificări ale coroziunii sunt:

După natura mediului:

- în gaze (uscate şi umede)

- în lichide (în soluţii apoase, în solvenţi organici, în topituri de metale, în săruri topite)

- în sol (coroziune subterană, atacul coroziv al betonului)

După mecanismul de coroziune :

- chimică

- elecrochimică

- microbiologică

Coroziunea galvanică

Coroziuneă galvanică are loc la contactul dintre două metale cu potenţiale electrochimice diferite într-un electrolit coroziv.

Când două metale cu potenţiale diferite se unesc spre exemplu cupru (+0,334V) şi fier (-0,440V) are loc formarea unei celule galvanice, se produce o coroziunea numită coroziune galvanică. Forţa motoare pentru coroziune este diferenţa de potenţial dintre cele două metale. Această forţă a fost descrisă de Luigi Galvani târziu în secolul al 18-lea. Între două materiale diferite, conectate, electrodul cel mai slab va fi anodul care se va coroda. Tendinţa unui metal sau aliaj de a se coroda într-o celulă galvanică este determinată de poziţia lor în seria galvanică. Seria galvanică este o listă unde metalele şi aliajele sunt aranjate în funcţie de potenţialele lor relative aşa cum arată în tabelul 1

Tabelul 1 Seria galvanică a metalelor şi aliajelor.