Jak na powierzchni stali powstaje korozja?

Korozja to niemile widziany gość, który często pojawia się na stalowych konstrukcjach. Jest efektem stopniowego niszczenia metalu na skutek chemicznych reakcji struktury metalu ze składnikami otoczenia lub różnych procesów elektrochemicznych.  Na czym dokładnie polegają procesy korozji?

Korozja elektrochemiczna

Stal to stop żelaza z węglem, który zawiera również inne składniki, głównie metale takie jak chrom, nikiel, miedź czy tytan. To właśnie żelazo wchodzi w reakcje z czynnikami atmosferycznymi, których efektem jest jego utlenianie. W zależności od tego, jaki czynnik korodujący bierze udział w reakcji, wyróżniamy dwa typy korozji: korozję elektrochemiczną i korozję chemiczną. Korozja elektrochemiczna zachodzi w momencie kontaktu stalowych elementów z wodą słodką lub słoną, roztworami wodnymi elektrolitów, powietrzem atmosferycznym czy glebą. Węgiel zawarty z stali w postaci grafitu bądź węgliku żelaza, jak i żelazo przybierają różne potencjały elektrochemiczne, które określają podatność na proces utleniania. W ten sposób powstają ogniwa korozyjne, gdzie elektrodami są fragmenty powierzchni obiektu poddanego korozji, a ciecz wykazująca przewodnictwo jonowe, która znajduje się za powierzchni obiektu, zamyka obwód elektryczny. Ogniwo korozyjne zbudowane jest z anody i katody. Na anodzie dochodzi do utleniania żelaza oraz dodatków stopowych do jonów, które następnie przechodzą do roztworu. Na katodzie dochodzi natomiast do procesu redukcji depolaryzatora, którym najczęściej jest zawarty w wodzie tlen redukujący się w wyniku reakcji do jonów wodorotlenkowych. Na skutek reakcji chemicznych między jonami, które pierwotnie powstały na oddalonych od siebie elektrodach, wytwarzają się tlenki oraz wodorotlenki żelaza i innych metali, znane jako rdza.

Korozja chemiczna

Ten typ korozji stali jest efektem procesów chemicznych, którym nie towarzyszy przepływ prądu, a metal reaguje bezpośrednio z czynnikiem wywołującym korozję. Może być nim np. zawarty w powietrzu tlen, który łączy się z metalem i powoduje jego utlenianie, a następnie powstawanie warstw tlenków metali. Przykładem korozji chemicznej jest utlenianie żelaza do jego tlenków w wysokiej temperaturze (w suchych gazach), w obecności utleniaczy np. tlenu czy dwutlenku siarki. Korodowanie chemiczne nie zawsze jest szkodliwe, a gdy warstwa tlenku jest odpowiednio mocno związana z metalem, może nawet chronić przed dalszym utlenianiem. Proces ten nazywany jest pasywizacją i powstają często na stopach aluminium czy stali nierdzewnej.

 

W naszym Serwisie używamy plików cookies. Korzystając dalej z Serwisu, wyrażasz zgodę na stosowanie plików cookies zgodnie z Polityką prywatności. Wyrażenie zgody jest dobrowolne, w każdej chwili można ją cofnąć poprzez zmianę ustawień dotyczących plików „cookies” w używanej przeglądarce internetowej. Kliknij „Akceptuję”, aby ta informacja nie wyświetlała się więcej.