Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosioympäristöjä

1. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosioympäristöjä • Korroosioympäristöjä: • Vesiliuokset • Ilmastollinen korroosio • Korroosio maaperässä

2. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosioympäristöjä • Korroosio vedessä • Veden laatu – pehmeä tai kova, makea/murtovesi/merivesi – vaikuttaa varsinkin teräksen korroosioon vedessä ja valittaviin pinnoitteisiin. • Talousveteen kosketuksessa olevien rakenteiden tulee olla myrkyttömiä, eikä niistä saa liueta vieraita aineita veteen • Muuttuville vesirajapinnoille tai roiskevyöhykkeelle tarvitaan erityisuojausta. Teräsrakenteen suojaus valitaan aina kulloinkin vallitsevan rasituksen ja halutun kestoikätavoitteen mukaan (ISO 9223) • Makeavesiympäristö: Tärkein korroosioon vaikuttava tekijä on veteen liuenneen hapen pitoisuus, koska se vaikuttaa katodireaktioon. Jos ei ole happea, ei tapahdu katodireaktiota ja korroosio estyy. Esim jakeluvesiputkissa on hyvät olosuhteet korroosiolle. Jos niissä putkissa on vielä teräs-messinkiliitoksia, kiihtyy korroosio edelleen.

3. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosioympäristöjä • Happamissa olosuhteissa (pH<4) voi esiintyä korroosiota ilman happeakin, koska katodireaktiona toimii vedyn kehitysreaktio. Ns kova vesi saostaa kalkkia, joka toimii suojaavana kerroksena. Matalammilla pH-arvoilla (pehmeä vesi) kalkkia ei saostu ja esiintyy helpommin korroosiota. • Kylmään veteen sopivia putkimateriaaleja ovat sinkitty teräs, kupari ja muovi, kuumaan veteen kupari ja kupariseokset. Muoveja käytettäessä tulee muistaa, että muovin sisällä tulee olla hapen liikkumisen estävä kalvo. • Merivesiympäristö: • Merivesi on erittäin agressiivinen ympäristö. Suolojen johdosta sähkönjohtavuus on hyvä ja Cl- ionit kykenevät murtamaan tavallisimpien käyttömetallien passiivikerroksen. Meriveden suolaisuus, lämpötila, happipitoisuus, pH vaihtelevat paikan, lämpötilan ja vuodenajan vaihdellessa. Saasteet vaikuttavat korroosioon. Syvyyssuunnan vaihtelut vaikuttavat happipitoisuuteen. Roiskevesivyöhyke on vaarallisin alue. Myös kasvava virtausnopeus voi nopeuttaa korroosiota. • Meriveteen sopivia materiaaleja ovat kupari ja –seokset, alumiini ja sen seokset, titaani, haponkestävä tai runsaammin seostettu teräs ja teräs pinnoitettuna ja tai katodisesti suojattuna.

4. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosioriski ISO 9224 mukaan

5. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot • Ilmastollinen korroosio • Suurin osa korroosiokustannuksista aiheutuu ilmastollisesta korroosiosta. Tärkeimpiä vaikuttavia tekijöitä ovat materiaalin ominaisuuksien lisäksi ilmastotyyppi, epäpuhtaudet, suhteellinen kosteus ja lämpötila. Useimmilla konstruktiometalleilla pintaan muodostuu suojaava oksidikalvo. • Ilmastollinen korroosio tapahtuu metallin pinnalle muodostuvan elektrolyyttikerroksen vaikutuksesta sähkökemiallisesti. Liuoskerros voi olla hyvin ohut. Happea on saatavissa runsaasti. • Suhteellisen kosteuden (RH) ollessa alle 55% katsotaan ettei korroosio etene. Kriitillinen RH on 60-85%, jonka yläpuolella korroosio on nopeaa. Liuos yksin ei riitä vaan siinä pitää olla sähköä johtavia ioneja, joita ovat esimerkiksi erilaiset ilman epäpuhtaudet. Saasteiden lisääntyminen on lisännyt korroosiota viime vuosikymmeninä. • Käyttömetalleista ulkoilmassa syöpyvät vain teräs (10xZn) ja sinkki. Teräksen ilmastollinen korroosionopeus on noin 10 – 60 µm/v.

6. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot • Korroosio maaperässä • Korroosio maaperässä on monimutkaisimmista korroosioympäristöistä. Korroosioprosessina on sähkökemiallinen korroosio. • Korroosio maaperässä riippuu huokoisuudesta, vesipitoisuudesta ja maan ominaisvastuksesta. Kemiallisia tekijöitä ovat happamuus, maahan liuenneet suolat, rikki, epäpuhtaudet, redox-potentiaali. Korroosionopeuteen vaikuttavat myös maan lämpötila, pohjaveden pinnan korkeus, happipitoisuuserot ja mikrobiologinen toiminta sekä sähköiset hajavirrat. • Koorroosiovarana voi olla esimerkiksi teräslevyissä: • Tasainen korroosio 0,01 – 0,040 mm/v • Pistemäinen korroosio 0,025 – 0,28 mm/v • Hiiliteräksiä ja valurautoja ei juurikaan käytetä suojaamattomina maassa. Suojauksen käytetään orgaanisia pinnoitteita (maaleja tms) sekä katodista suojausta.

7. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: Yleisimpien metallien korroosio • Metallisten materiaalien tyypillisiä korroosiotyyppejä

8. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: Yleisimpien metallien korroosio • Valuraudat, hiiliteräkset ja niukkaseosteiset teräkset • Raudan korroosionkestävyys on heikko. Niitä suojataan erilaisilla pinnoitteilla, muuttamalla ympäristöä, inhibiiteillä, poistamalla happi tai käyttämällä katodista suojausta • Ilmastollinen korroosionkestävyys: Seostamattomia hiiliteräksiä ei voi käyttää suojaamattomina ulkoilmassa, koska niiden pintaan ei muodostu suojaavaa oksidikerrosta. Tyypillisiä korroosiopnopeuksia ovat maaseutuilmastossa alle 0,2 mm/10v ja teollisuusilmastossa alle 0,5 mm/10v • Corten-teräksillä korroosionopeudet em. Olosuhteissa ovat noin puolet, mutta upotusrasituksessa ne syöpyvät yhtä nopeasti. • Korroosio vedessä: Eri teräslaatujen korroosionopeus makeassa ja suolaisessa vedessä riippuu ympäristön ominaisuuksista enemmän kuin seosainepitoisuuksista (niukkaseosteisia). Suojauksena käytetään pinnoitteita ja katodista suojausta. Esimerkiksi anaerobiset bakteerit voivat kiihdyttää merkittävästi korroosionopeutta.

9. Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: Yleisimpien metallien korroosio • Ruostumattomat teräkset • Ruostumattoman teräksen korroosiokestävyys perustuu sen pinnan passivoitumiseen. Pintaan muodostuu kymmeniä mikrometrejä paksu kromivaltainen oksidikerros. • Yleinen korroosio • Ruostumatonta terästä ei saa harjata teräsharjalla, eikä sen lähellä saa hioa ferriittistä materiaalia. Myöskään raepuhallukseen ei saa käyttää valurautaraetta. Lisäksi tulee välttää olosuhteita, missä teräksen pintaan pääsee tiivistymää kloridi-ioneja. • Galvaaninen korroosio: • Yleensä syntyy ruostumattoman ja mustan teräksen välille, jolloin musta syöpyy. Myös passivaatiokerroksen vaurioon syntyy galvaaninen pari. • Raerajakorroosio • Hajavirtakorroosio (Stray current corrosion) • Lankamainen korroosio (Fillform corrosion)