Ekologia i Ochrona Środowiska

Korozja jest to proces niszczenia materiałów w wyniku reakcji chemicznej lub elektrochemicznej przebiegającej na granicy zetknięcia z otaczającym je środowiskiem. Terminem tym określa się przede wszystkim niszczenie metali, ale może on dotyczyć również materiałów budowlanych, tworzyw sztucznych itp. Najważniejsze znaczenie ma jednak korozja metali. Procesy te rozpoczynają się od niszczenia warstwy powierzchniowej metali. Metale ulegają korozji w zwykłych warunkach atmosferycznych i jest to najczęściej proces samorzutny. W przyrodzie większość metali występuje w postaci związków chemicznych. Otrzymanie ich w postaci czystej wymaga dużego nakładu energii, dlatego w normalnych warunkach większość wykazuje tendencję do przejścia w postać związków chemicznych, czyli powrotu do niższego stanu energetycznego. Przejście to może zachodzić z różną szybkością w różny sposób w zależności od środowiska korozyjnego, w jakim znajduje się metal.

Pojęcie środowiska korozyjnego obejmuje wydzielone przestrzenie gazów, cieczy lub stopionych ciał stałych oraz całokształt czynników (natury fizycznej, chemicznej i biologicznej) określających ich aktywność. Obecność i stężenie aktywnych korozyjnie składników środowiska stanowi podstawowe kryterium podziału środowisk korozyjnych. Do głównych typów środowisk korozyjnych zaliczane są: atmosfera, wszelkie wody (szczególnie morskie), grunty oraz środowiska przemysłowe. Środowiska atmosferyczne różnią się między sobą wilgotnością, temperaturą i obecnością zanieczyszczeń; różna jest więc szybkość korozji w różnych obszarach kuli ziemskiej. Im bliżej brzegu morza, tym powietrze zawiera więcej soli morskiej, a zwłaszcza NaCl. W rejonach uprzemysłowionych występują znaczne ilości H₂S, NH₃, NO₂ oraz SO₂ przechodzącego w kwas siarkowy, występują również różne rozpylone sole. Poszczególne środowiska atmosferyczne charakteryzują się inną korozyjnością, w zależności od strefy klimatycznej i występujących narażeń.

Czynnikami, które głównie decydują o szybkości korozji atmosferycznej są:

• wilgotność powietrza,
• skład jakościowy i ilościowy atmosfery,
• temperatura,
• stan fizykochemiczny powierzchni metalu,
• czas przebywania warstewki wilgoci (elektrolitu) na powierzchni metalu.

Natomiast biorąc pod uwagę mechanizm reakcji, korozję można podzielić na chemiczną i elektrochemiczną.

1. Korozja chemiczna jest wynikiem reakcji zachodzącej na powierzchni metalu pod wpływem czynników środowiska w nieobecności wody. Obejmuje ona wszystkie reakcje prowadzące do przejścia metalu w stan chemicznie związany, którym nie towarzyszy przepływ prądu elektrycznego. Typowym jej przykładem jest utlenianie żelaza do jego tlenków tlenem z powietrza w wysokiej temperaturze. Korozja chemiczna nie stanowi na ogół dużego zagrożenia dla konstrukcji i przedmiotów metalowych w niezbyt wysokich temperaturach.
2. Korozja elektrochemiczna powoduje znacznie większe szkody niż korozja chemiczna. Zachodzi ona w wyniku tworzenia się ogniw elektrochemicznych na pewnych obszarach powierzchni metali, pozostających w kontakcie ze sobą oraz z roztworem elektrolitu, działającym jako środowisko korozyjne. Powstawaniu ogniw elektrochemicznych towarzyszy przepływ prądu elektrycznego. Tworzące się makro- i mikroogniwa korozyjne można rozpatrywać jako układy, w których zachodzą reakcje utleniania i redukcji. Reakcje te są przyczyną powstawania tzw. "potencjałów elektrodowych". Przykładem korozji elektrochemicznej jest korozja atmosferyczna.

W atmosferze pozbawionej wilgoci żelazo koroduje bardzo powoli. Świadczy o tym na przykład fakt, że powierzchnia przedmiotów wykonanych ze stali, które porzucono na pustyni, przez długi okres czasu pozostaje błyszcząca, bez nalotów. Procesy atmosferycznej korozji mogą mieć różny przebieg w zależności od takich czynników jak np. wilgotność powietrza, skład jakościowy i ilościowy atmosfery, temperatura, zawartość w powietrzu cząstek stałych - sadzy, pyłu węglowego, piasku, rozpylonych związków chemicznych itp., obecność gazów - ditlenku siarki, ditlenku węgla, siatko wodoru, chlorowodoru, tlenków azotu, amoniaku i innych, czas przebywania warstewki wilgoci na powierzchni metalu. Wyżej wymienione czynniki występują w atmosferze w różnych ilościach w zależności od tego czy jest to np. atmosfera wiejska, miejska, przemysłowa, morska czy tropikalna.

Duży wpływ na przyspieszenie procesów korozyjnych stali wywierają kwaśne opady atmosferyczne, które są ogromnym zbiornikiem kwasów (elektrolitów). Najważniejszym składnikiem o działaniu korozyjnym w kwaśnych opadach atmosferycznych jest ditlenek siarki, który przechodzi w kwas siarkowy. Duże stężenie kwasu siarkowego w atmosferach przemysłowych i miejskich poważnie zmniejsza żywotność konstrukcji  metalowych.  Występuje to wyraźniej  w  przypadku metali  mało odpornych na działanie kwasu siarkowego, takich jak żelazo, cynk, kadm i nikiel, a mniej wyraźnie - w przypadku metali odpornych na działanie rozcieńczonego kwasu siarkowego, jak ołów, aluminium i stale nierdzewne.

Korozja atmosferyczna metali jest przyczyną znacznych strat w gospodarce narodowej, dlatego zagadnienia ochrony metali przed korozją stanowi ważny problem. Zjawisko korozji należy rozpatrywać w trzech płaszczyznach. Pierwsza, to zespół czynników o charakterze ekonomicznym, tj. konieczność zmniejszenia strat materiałowych wynikających z korozji rur, zbiorników, metalowych części maszyn, statków, mostów, konstrukcji portowych itp. Druga, to zagadnienia bezpieczeństwa pracy urządzeń, których korozja może spowodować niekiedy katastrofalne skutki, przykładem mogą być reaktory ciśnieniowe, kotły parowe, metalowe zbiorniki na substancje radioaktywne, konstrukcje mostów, części samolotów, czy układy kierownicze w pojazdach mechanicznych. Trzecia, to konieczność oszczędnego gospodarowania naturalnymi zasobami metali, które są ograniczone; straty korozyjne to także odpowiednia strata energii i zasobów wodnych, niezbędnych do wytworzenia konstrukcji metalowych. Niemniej ważna jest konieczność oszczędzania pracy ludzkiej, która zamiast na zaprojektowanie i przebudowę skorodowanych urządzeń mogłaby być wykorzystana do innych społecznych celów.

Istnieje wiele różnych metod hamowania i zapobiegania korozji. Do najczęściej stosowanych należą:

• powłoki organiczne: malarskie (farby i lakiery), wykładziny z tworzyw sztucznych,
• nieorganiczne powłoki metalowe: cynkowe, kadmowe, niklowe, a niekiedy również z metali szlachetnych jak złoto czy srebro,
• powłoki niemetaliczne: fosforanowe, chromianowe,
• lotne inhibitory korozji, smary lub oleje konserwujące,
• zastosowanie dodatków stopowych jak Cu, P, Ni i Cr do stali,
• ochrona anodowa i katodowa.

Bądź pierwszym który skomentuje

Napisz komentarz

Treść komentarza powinna być związana z tematem artykułu. Komentarze naruszające netykietę będą usuwane. Komentarze promujące własne np. strony, produkty itp. będą usuwane. *Odśwież* swoją przeglądarkę by dokonać zmiany kodu przed użyciem przycisku 'wyślij'. Zachowaj w pamięci treść jeżeli pomyliłeś kod.
Imię:
E-mail
Strona wwww
Tytuł:
BBCode:
Komentarz:
Kod antyspamowy:*
	Chcę być powiadamiany emailem o dodaniu nowych komentarzy

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
Polska adaptacja JoomlaPL.com Team
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved