1 / 40

Koroze kovů a slitin

Koroze kovů a slitin. Definícia korózie. Korózia je fyzikálno – chemická reakcia medzi kovom a prostredím. Jej výsledkom je trvalá chemická zmena kovu, ktorý tým výrazne mení svoje chemické, fyzikálne i mechanické vlastnosti. Rozdelenie korózie.

ismail
Download Presentation

Koroze kovů a slitin

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Koroze kovů a slitin

  2. Definícia korózie Korózia je fyzikálno – chemická reakcia medzi kovom a prostredím. Jej výsledkom je trvalá chemická zmena kovu, ktorý tým výrazne mení svoje chemické, fyzikálne i mechanické vlastnosti.

  3. Rozdelenie korózie • chemická – v elektricky nevodivých prostrediach resp. systémoch – korózia nezahrňujúca elektrochemickú reakciu • oxidácia kovov pri vysokých teplotách • korózia plastov v rôznych prostrediach • korózia kovov v kvapalinách – neelektrolytoch • elektrochemická – v elektricky vodivých prostrediach resp. systémoch – zahŕňa elektródovú reakciu • korózia kovov v elektrolytoch, • korózia kovov vo vode, • korózia kovov v pôde, • korózia kovov v atmosfére.

  4. Základné pojmy pre elektrochemickú koróziu • Elektróda – elektrónový vodič (kov) v kontakte s iónovým vodičom • (vodivý roztok).

  5. Základné pojmy pre elektrochemickú koróziu

  6. Základné pojmy pre elektrochemickú koróziu • anóda – elektróda, na ktorej prebieha anódová reakcia (oxidačný proces) • Reakcia prebiehajúca na povrchu elektródy, na ktorej dochádza k prenosu náboja medzi elektrónovým a iónovým vodičom sa nazýva elektródová reakcia

  7. Základné pojmy pre elektrochemickú koróziu • katóda – elektróda, na ktorej prebieha katódová reakcia (redukčný proces)

  8. Mechanizmus elektrochemickej korózie 1 – elektrolyt 2 – Zn elektróda 3 – oxidačné činidlo

  9. Termodynamika koroze Korozní reakce M0 … čistý kov / Mn+ … oxidovaný kov X0 … redukující se látka / Xn- … aniont G0 …G (stand. podm.), aMn+ / aXn- … aktivní konc. oxidující / redukující l. G > 0 ...systém práci přijíma - děj není spontánní G < 0 ...systém práci vykonává -děj probíhá spontánně G = 0 ...systém je ve stavu termodynam. rovnováhy

  10. Elektrodový potenciál (U …vnitřní energie) Při (p, T) = konst., je w = G (w ...uvolněná energie) elektrická práce A = nFE Podmínka: A = w > 0  oxidace E – Er =   0 < 0  redukce

  11. Polarizační křivky

  12. Standardní potenciál Za standardních podmínek a při jednotkové koncentraci Mn+ iónů se logaritmický člen rovná 0 a Er = E0

  13. Standardní potenciál SP E0 (ušlechtilost kovu) - potenciál kovu v roztoku vlastních iontů o 1 koncentraci za norm. podmínek

  14. Pourbaixove diagramy E-pH Oblast produkce O2 Oblast vzniku H2 Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + 2H+ + 2e- Mg = Mg2+ + 2e- Zákl. rce pro konstrukci PD

  15. Kinetika korózie • Rýchlosť korózie je daná rýchlosťou čiastkových dejov: • transportných (napr. konvekcia, difúzia) (přívod složek, odvod korozních produktů • chemických reakcií (kov x prostředí) • Celkovú rýchlosť určuje pomalší z dejov. • Množstvo premenenej látky: • Rýchlosť korózie:

  16. Kinetika korózie

  17. Kinetika koroze i0 = i0,a = -i0,k

  18. Spřažené reakce – korozní diagram Reálný korozní proces Mg = Mg2+ + 2e-.. Rozp. Mg 2H+ + 2e = H2 …depolarizace H2

  19. Spřažené reakce – korozní diagram

  20. Spřažené reakce – korózní diagram

  21. Imunita, aktivita, pasivita

  22. Formy koroze Všeobecná koroze Bodová a štěrbinová koroze Interkrystalická koroze Korozní praskání Korozní únava

  23. Všeobecná koroze • napadá kovy, které sa nedokáží v daném prostředí pasivovat • postup vš. korózie sa dá vyčíslit hmotnostními úbytky

  24. Charakteristiky: rovnoměrné rozpouštění celého povrchu Rovnoměrnost  homogenita kovu, charakter k. splodin, agresivita prostředí Př.: koroze nelegovanýchnízkolegovaných ocelí v atmosféře, půdě nebo vodě

  25. Bodová a štěrbinová koroze • lokální formy koroze • rýchlosť po nastartování je nepředvídatelná • nejčastěji u materiálů, které se pasivují • nejagresivněji působí halogenidy (chloridy) 3 stádia: - iniciace - šíření (růst jamky) - opakované zapasivování povrchu jamky Součinitel BK:

  26. Galvanická korózia, korózne články • vyskytuje sa pri vodivom spojení dvoch kovov (makročlánok)

  27. Galvanická korózia, korózne články

  28. Mikrobiálna korózia • prostredia s pH od 4 do 8,5 a pri teplote 10 až 50°C • stojaté vody, ílovité pôdy s určitou organickou masou • mikroorganizmy Desulfomonas, Sporovibrio, Desulphuricus (pH 4-8) redukujú sírany na sulfidy – nie je potrebný kyslík na katódovú reakciu • mikroorganizmy Thiobacillus, Thioxidaus, Thiobacillus ferooxidaus (pH 0,5-8) majú schopnosť oxidovať síru resp. sulfidy až na kyselinu sírovú a Fe2+ na Fe3+ • nebezbečné aj z hľadiska rozkladu ochranných organických vrstiev

  29. Korozní praskání • vzniká za současného působení korózního prostředía napětí • musí být splněny následující podmínky • korozní prostředí, • materiál náchylný na praskání, • přítomnost složky tahového napětí.

  30. Korózní praskání Vlastnosti: interkrystalické porušení - nehomogenity (segregáty) na GBs transkrystalické porušení - trhlina se šíří po rovinách s nízkými indexy Nukleace na poruchách povrchu Modely lomové mechaniky

  31. Korózní únava Vzniká při namáhaní proměnlivým napětím v korózním prostředí. Faktory: - K - f - R - E - složení …. - T - historie zatěž. - stav napjatosti - složení kor. prostředí

  32. Korózní únava - vliv prostředí

  33. Korózní únava - vliv frekvence f   da/dN 

  34. Korózní únava - vliv E Char. lomů: velký počet ohnisek, inter. x trans. lom

  35. Protikorózní ochrana kovů Cílem protikorozní ochrany kovů a slitin je snížiť rychlost koroze na přijatelnou hodnotu. • ochrana založená na ovlivňování termodynamiky korozních reakcí – např. výběr vhodného materiálu pro dané prostředí, • ochrana založená na ovlivňování kinetiky (rychlosti) korozních reakcí – např. katodová ochrana • bariérová ochrana – např. anodová ochrana

  36. Katodová ochrana

  37. Katódová ochrana • ochrana obětovanou anodou (protektor) • eletromotorická síla musí být dostatočně velká, aby chránila co největší plochu • účinný potenciál anody musí být málo ovlivňovaný anodickou polarizací • anoda by sa měla rozpouštět převážne v důsledku produkce ochranného proudu • ekonomicky dostupný materiál • Mg-Al-Zn; Zn s vysokou čistotou;Al-Zn-(Hg,Ti,In)

  38. Katodová ochrana • ochrana vnějším zdrojem proudu Fe-0,95C-14,5Si; grafit; Ti; Ta; Pt; Pb; oceľ; Fe-Si

  39. Anodová ochrana Môžeme ji použít pouze u kovů, ktoré jsou v daném prostředí schopné přejít do pasívního stavu.

  40. Protikorózní ochrana kovů Anodová ochrana Katodová ochrana

More Related