Legfontosabb és leggyakrabban alkalmazott fémes szerkezeti anyagunk a vas és acél. Az ötvözetlen, illetve alacsonyan ötvözött acél korróziós sajátságaival már részletesen foglalkoztunk. Külön kell megemlíteni az ún. rozsdamentes acélokat, melyek f ötvöz eleme a legalább 11 – 12 %-ban jelenlév króm. Jó passziválhatóságuk miatt sok közegben alkalmazhatók. Több típusuk van ,melyek korrózióállósága, mechanikai tulajdonságai és ára tág határok között változik. A rozsdamentes acélok osztályozásának egyik alapja, a kristályszerkezetük, így beszélünk ausztenites, ferrites és martenzites acélokról. A martenzites rozsdamentes acélok a közönséges acélokhoz hasonlóan h kezeléssel keményíthet k, Növekv keménységgel a szilárdságuk n , duktilitásuk csökken. Keményített állapotban korrózió-állóságuk rendszerint jobb mint lágyítva. Olyan helyen használják ket ahol közepes korrózió-állóság, de nagy keménység és szilárdság szükséges. A ferrites rozsdamentes acélok h kezeléssel általában nem keményíthet k, de hidegmegmunkálással igen. Feszültségkorróziós ellenállásuk nagy. Különféle típusaik jól ellenállnak az atmoszférikus korróziónak, a salétromsavnak, nagy h mérsékleten végbemen oxidációnak és kéntartalmú gázoknak. Az ausztenites acélok képezik a rozsdaálló acélok leginkább elterjedt csoportját. H kezeléssel szintén nem keményíthet k, csak hidegmegmunkálással. Jelent s mennyiség nikkelt tartalmaznak és korrózió-állóságuk is jobb az el z két csoporténál. Korrózióállóságuk és h állóságuk króm-, és nikkeltartalmuk növelésével n . Léteznek ezenkívül még ausztenites-ferrites és ausztenites-martenzites rozsdamentes acélok is. Korrózió-állóságuk a két fázis között kialakuló galvánkorrózió miatt az el z típusukénál rosszabb.
A rozsdamentes acélok szenzibilizálódása A nem megfelel h kezelés a rozsdamentes acélok szenzibilizálódását, és kristályközi korrózió következtében a mechanikai tulajdonságok katasztrofális leromlását okozhatja. A szenzibilizálódás körülményei az acél típusától függnek. Az ausztenites rozsdamentes acélok szenzibilizálódása a 400 – 850 oC h foktartományban következik be. A szenzibilizálódás körülményei függnek az összetételt l is (karbon-tartalom) és a folyamathoz szükséges id kisebb h mérsékleten jóval nagyobb mint nagyobb h mérsékleten. Tipikus példaként nézzük meg a következ ábrát, mely egy 18,2% Cr, 11,0% Ni, 0,05 % C és N összetétel acél szenzibilizálódására jellemz .
Az acélt nagy h mérsékletr l leh tve, a h tési sebességt l függ a szenzibilizálódás. Gyors h téskor nem tapasztalható, ezért hegesztés után ajánlatos az acélt edzéssel leh teni. A nikkel-tartalom növelése csökkenti, az Mo pedig növeli az id t. A kristályközi korróziós károsodás 1050 – 1100 oC-ról való edzéssel, a széntartalom csökkentésével, illetve az acél stabilizálásával el zhet meg. A ferrites rozsdaálló acélok a kristályközi korrózió szempontjából az ausztenitesekkel ellentétesen viselkednek. A szenzibilizálódás 925 oC fölött következik be, és hatását 10 – 60 perces, 650 – 815 oC közötti h kezeléssel lehet megszüntetni. A magasabb szenzibilizálódási h fok miatt, a szenzibilizálódás közvetlen a varratnál következik be. A h kezelésen kívül el nyös a karbontartalom csökkentése (ha lehet!) is. Haloid ionokat tartalmazó közegben lyukkorrózió alakul ki a rozsdamentes acélokon, ha passzív – aktív cella keletkezhet. Így nincs lyukkorrózió leveg t l mentes kloridion-tartalmú oldatokban, illetve er s savakban (még ha van is jelen leveg ). A martenzites és ferrites acélok lyukkorróziós hajlama nagyobb mint az auszteniteseké. A rozsdamentes acélok ellenállók a következ körülmények között: salétromsavban tág h mérséklet-, és koncentrációtartományban; igen híg kénsavban szobah fokon, nagyobb koncentrációnál csak akkor ha a közeg oxidáló ionokat (Fe3+, Cu2+), vagy salétromsavat tartalmaz, illetve ha az acélhoz kis mennyiség nemesfémet ötvöznek; sok szerves sav oldatában; kénessav (H2SO3) oldatában; lúgokban (kivéve ha forró tömény lúgban mechanikai feszültség is jelen van egyidej leg); atmoszférában; A rozsdamentes acélok nem ellenállóak az alábbi körülmények között: haloidsavak (HCl, HBr, HF) híg, illetve töményoldataiban; oxidáló kloridoldatokban (FeCl3, HgCl2, CuCl2, NaOCl); tengervízben, kivéve ha katódos védelemmel látják el; néhány szerves sav (hangyasav, tejsav, oxálsav) oldatában; klorid-iont és oldott oxigént tartalmazó vizekben 80 oC felett, mechanikai feszültség jelenléte esetén (csak az ausztenites acélokra vonatkozik) A réz ellenálló az alábbi körülmények között: tengervízben; meleg és hideg édesvízben;
meleg és hideg légtelenített híg kénsav-, foszforsav-, ecetsav-, és egyéb nem oxidáló savoldatokban; atmoszférában A réz nem ellenálló a következ esetekben: oxidáló savakban (HNO3, cc. H2SO4) és leveg zött nem oxidáló savakban; ammónia-, és aminoldatokban ( a komplexképz dés miatt); nagy áramlási sebesség leveg zött vízben és oldatokban; oxidáló hatású nehézfémsó oldatokban (FeCl3, Fe2(SO4)3 ); hidrogén-szulfid, kén és egyes kéntartalmú anyagok jelenlétében. A sárgarezek az ütközési korróziónak a réznél jobban ellenállnak (kazánok kondenzátorvezetékének csövei). A sárgarézen üledékek jelenlétében, vagy nagy áramlási sebességnél pittingek alakulnak ki. A sárgaréz hajlamos az elcinktelenedésre, annál nagyobb mértékben, minél nagyobb a cinktartalma. A cinktartalom növeli a sárgarezek feszültségkorróziós érzékenységét, amely oxigén vagy más katódos depolarizátor és nedvesség jelenlétében már az ammónia nyomainak jelenléte esetén is létrejön. A feszültségkorrózió szempontjából az aminok jelenléte is káros. A feszültségkorróziós hajlam megszüntethet kb. 1 órás, 300 – 350 oC-on végzett feszültségmentesít h kezeléssel, vagy katódos védelemmel, illetve a káros anyagok eltávolításával. Az alumínium könny , jól vezeti a h t és az elektromosságot, jó atmoszférikus korrózióállósággal rendelkezik, de ellenálló sokfajta vizes közegben is, passziválódási hajlamából következ en. Mivel szennyez elemeinél (az Mg-t kivéve) kevésbé nemes, a tiszta alumínium jobban ellenáll a korróziónak mint a szennyezett, vagy ötvözött. Klorid-iontartalmú vizekben pittingesedik. Ha az oldat Fe3+, vagy Cu2+ ionokat tartalmaz, ezek a felületre kicementálódva galvánkorróziót idéznek el , illetve a potenciált a kritikus pittingképz dési potenciál fölé emelve, pittingképz dést idéznek el . Katódos védelem alkalmazásánál el kell kerülni az un. túlvédelmet, mert a túlzott hidrogénfejl dés miatt a közeg helyileg lúgosodhat, ez pedig korróziót idézhet el . Higannyal, vagy higanyvegyületek oldatával érintkezve az alumínium katasztrofális gyorsasággal korrodálódik. A higany (kicementálódva a felületre) az Al-el amalgámot képez, amely felületén az Al gyorsan oldódik, majd a Hg újabb Al-t amalgamál, stb. Rézzel, rézötvözetekkel, illetve a legtöbb közegben vassal érintkezve galvánkorrózió alakul ki az Al-on. A kadmium és az ón potenciálja sok közegben közel esik az Al-éhez, így ezekkel érintkezve nincs nagy korrózió. A cink savas és semleges közegben katódosan védi az Al-t, lúgos közegben azonban megfordul a polaritás és az alumínium károsodik. Magnézium a legtöbb esetben túlvédelmet idéz el AL-en, így kerülend a két fém direkt érintkezése. Az alumínium ellenálló a következ körülmények között: meleg és hideg ammónium-hidroxid oldatokban; meleg és hideg ecetsav-, citromsav- és maleinsav oldatokban; zsírsavak oldataiban; 80 % fölötti koncentrációjú salétromsavban, 50 oC alatt ( a kereskedelmi tisztaságú Al korróziósebességét a HNO3 koncentráció függvényében a következ ábrán mutatjuk be); desztillált vízben; atmoszférában (kivétel a tengeri atmoszféra); kén, hidrogénszulfid és egyéb kénvegyületek esetén;
fluortarttalmú h t gázokban (freon).
Az alumínium nem ellenálló az alábbi közegekben: er s savakban (HCl, HBr, HF, HClO4, H2SO4, H3PO4), hangyasavban, oxálsavba, triklórecetsavban; alkáliákban (er s lúgok oldatai, oltott mész, friss beton, alkalikus szerves aminok, szappanoldatok); higany és higanysók jelenlétében; tengervízben; klórozott szénhidrogénekben; vízmentes etil-, propil-, butil-alkoholban (víz nélkül nem épül ki a passzív réteg); nedves fával történ érintkezés során; nehézfémionokat tartalmazó vizekben. Az alumíniumban a réz, szilícium, magnézium, cink, mangáén és a vas használatosak ötvöz elemként. A duralumínium jelent s mennyiség rezet tartalmaz. Ez 480 oC felett homogénen oszlik el az ötvözetben és gyors h téskor nem következik be heterogén kiválás. Az ötvözet szilárdságát a szemcsehatárokon megjelen CuAl2 fázisnak köszönheti, mely kialakulását 120 oC felett végzett mesterséges öregítéssel gyorsítják meg. Ez azonban a szemcsék felülethez közeli részein rézben való elszegényedést okoz, és így az ötvözet kristályközi korrózióra hajlamossá válik. További hevítés (túlöregítés) kissé rontja a mechanikai tulajdonságokat, viszont a
szemcsén belül egyenletes rézeloszlást eredményez, ami megszünteti a kristályközi korróziós hajlamot. A tiszta Al nem hajlamos feszültségkorrózióra, a duraluimínium igen. 4,5 % fölötti magnézium, illetve 4 % fölötti Zn szintén növeli a feszültségkorróziós érzékenységet. A magnézium ellenáll a korróziónak az alábbi esetekben: atmoszférán (bels feszültségt l mentesített állapotban); desztillált vízben (szintén feszültségmentesen); 2 %-nál töményebb HF oldatban (magnéziumfluorid véd réteg alakul ki); alkáliákban (ebben eltér az alumíniumtól); A nikkel a hidrogénnél kevésbé nemes, de nem-oxidáló savak oldataiban (HCl, hig H2SO4) oldott oxigén jelenléte nélkül csak lassan korródálódik. Leveg mentes vízben nikkel(II)hidroxid véd réteg képz dik rajta. Nagyon sok vizes oldatban passziválódik. Tengervízben és hipoklorit oldatokban passzív – aktív cellák képz dése miatt pittingesedik. Meleg és hideg alkáliáknak, s t nátrium-hidroxid olvadékának is ellenáll. Leveg zött ammóniaoldatokban komplexképz dés közben oldódik. Feszültségkorrózió csak koncentrált alkáliákban és lúgolvadékokban keletkezik rajta. A leveg oxidáló hatásának 800 – 900 oC-ig ellenáll. Váltakozó oxidáló és redukáló atmoszférákban nagy h mérsékleten a szemcsehatárok mentén oxidálódik. Hasonló károsodás alakul ki rajta kéntartalmú környezetben 315 oC felett. A nikkel ellenáll a korróziónak: hideg és meleg alkáli oldatokban, alkáli olvadékokban; híg nem oxidáló szervetlen és szerves savakban (az ellenállóképesség n a leveg eltávolításakor); atmoszférában (a leveg oxigénjének magas h mérsékleten is ellenáll. A nikkel nem áll ellen a korróziónak: oxidáló savak (pl. HNO3) oldataiban; oxidáló hatású sók (pl. FeCl3, CuCl2, K2Cr2O7) oldataiban; leveg zött ammóniumhidroxidban; hipokloritoldatokban; tengervízben; kéntartalmú redukáló közegben 315 oC felett. A nikkel rézzel történ ötvözése ( pl. Monel-fém: 70% Ni, 30% Cu) növeli az ellenállóképességet a nem-oxidáló savakban és csökkenti a pittingesedési hajlamot. A krómmal alkotott ötvözete (pl. Inconel: 76% Ni, 16% Cr, 7% Fe) könyebben passziválódik, de nagyobb a pittingképz dés veszélye is sósavban és klorid-iontartalmú oldatokban. Molibdénnel (terner, vagy sokkomponens ötvözetként) ötvözve nagy ellenálló-képesség érhet el nem-oxidáló közegekben. Ilyen ötvözetek a Hastelloy B (60% Ni, 30 % Mo, 5 % Fe), a Hastelloy C (54% Ni, 15 % Cr, 16 % Mo, 4 % W, 5 % Fe), Ni-Resist (13 – 32 % Ni, 1,7 – 5,5 % Cr, 0,4 – 1,5 % Mn, 1 – 6 % Si, < 3 % C, Fe maradék) A Hastelloy B pl. redukáló környezetben a teljes koncentrációtartományban ellenáll sósavnak és kénsavnak. A gömbgrafitos Ni-Resist anyagok több mint 400 különféle agresszív közegben ellenállóak irodalmi adatok szerint. A titán szerkezeti anyagként magas olvadáspontjával és s r ségéhez képest nagy szilárdságával t nik ki, már híg savakban is könnyen passziválódik az oldott oxigén hatására. Passzivitása csak er s savak és lúgok hatására törik le.
Oxidáló közegben ellenáll a klorid-ion hatásának, a királyvíznek és nedves klórgáznak szobah mérsékleten. Salétromsavban nagy h mérsékleten kisebb a korróziója mint a rozsdamentes acélnak. A lyukkorróziónak tengervízben és talajban is ellenáll, csak nagy klorid-ion koncentráció, és csak magas h mérséklet esetén pittingesedik. Füstölg salétromsavban, cseppfolyós dinitrogén-tetroxidban hajlamos feszültségkorrózióra. Szobah mérsékleten kolorid, bromid és jodid-ionokat tartalmazó oldatokban ötvözetei is hajlamosak feszültségkorrózióra. A titán ellenáll a korróziónak: tengervízben, nagy áramlási sebességek esetén is; nedves klórgázban (száraz klórgázban olyan hevesen reagál hogy meg is gyulladhat!); salétromsavban, a koncentrációtól és a (forráspontig) h mérséklett l függetlenül; meleg és hideg oxidáló hatású oldatokban (FeCl3, CuCl2, CuSO4, K2Cr2O7); hipokloritokban. A titán nem áll ellen a korróziónak: vizes hidrogén-fluorid oldatban; fluorgázban; töményebb sósav és kénsav oldatban; oxálsavban, hangyasavban és vízmentes ecetsavban; 55 %-nál töményebb forró kalcium-klorid oldatban; tömény, forró alkáliákban; sóolvadékokban; leveg ben, nitrogénben és hidrogénben nagy h mérsékleten (az oxid- és nitridképz dés 450 oC felett, a hidridképz dés pedig 250 oC felett megy végbe). A cirkónium ellenáll a korróziónak: alkáliákban, koncentrációtól és h mérséklett l függetlenül (még olvadékokban is); salétromsavban és sósavban egészen a forráspontig koncentrációtól függetlenül; forró kénsavban (max. 70 %), foszforsavban (max. 55 %); forró hangyasavban, ecetsavban, tejsavban és citromsavban. A cirkónium nem áll ellen a korróziónak: oxidáló fém-kloridoknak (FeCl3, CuCl2 ); HF-ben és H2SiF6-ban, nedves klórgázban, királyvízben; forró trklórecetsavban, oxálsavban, forró 55 %-nál töményebb kalcium-klorid oldatban A tantál ellenáll a korróziónak: foszforsavban, salétromsavban és sósavban a forrpontig, koncentrációtól függetlenül; kénsavban 175 oC-ig koncentrációtól függetlenül; hideg, meleg krómsavban, királyvízben; száraz, vagy nedves halogénekben, szerves savakban (tejsav, oxálsav, ecetsav); oxidáló fém-kloridok oldataiban (FeCl3, CuCl2 ). A tantál nem áll ellen a korróziónak: alkáliákban (ridegedés jön létre, pl 5%-os NaOH 100 oC-on); HF-ben és flouridokban (már nyomok esetén is);
füstölg kénsavban; oxigénben, nitrogénben és hidrogénben nagy h mérsékleten.
Elektrokémiai védelem Az elektrokémiai védelem lényege, hogy a védend tárgyra olyan potenciált kényszerítünk, amely az adott közegben érvényes Pourbaix diagram immunitási tartományába esik, és így termodinamikai alapon nem lehetséges a korrózió. Ez kétféleképpen érhet el: Küls áramforrás alkalmazásával, ez az un. katódos védelem. bels , vagy autonom, vagy anódos védelem (mártír)anód alkalmazásával
Ohm törvénye szerint a korróziós áram:
Ikorr = (EC – EA)/(RC + RA) A katódos védelemhez természetesen szükség van egy új anódra is, amint ez a következ ábrán látható
A korróziós elem és a védelmi áramkör, kölcsönösen hatással vannak egymásra, a közös rendszer a következ ábrán látható. IA az anódos áram, IC a katódos áram, IV a védelmi áramkör árama. Kirchoff törvénye szerint: A feszültségeket illet en pedig:
IA + IV = IC
EC – EA = IARA + (IA + IV)RC = IA(RA + RC) + IVRC IA = [(EC – EA) – IVRC]/(RA + RC) IA az anódos áram, mely IV megfelel megválasztásával 0-vá tehet (kinullázható). RC értékét tanácsos nagyra választani, hogy a védelmi áram kicsi maradhasson. A védelmi áram kis értéken történ tartása érdekében a védend tárgyat több mm vastag, esetleg több réteg véd bevonattal, ún. passzív védelemmel látják el. Leggyakrabban alkalmazott bevonatok az üvegszövettel er sített bitumen, illetve kátrány, illetve m anyagbevonatok. Természetesen bevonat nélküli tárgyak is védhet k katódosan, ilyenkor azonban n az IV, és ezzel együtt a védelem költségei is. Az egyenletb l az is látható, hogy csak véd bevonatok alkalmazása önmagában nem szünteti meg ó, csak csökkenti a korróziót, hiszen IV = 0 esetben is kapunk egy véges IA korróziós áramot. Teljes korróziómentességet csak a katódos védelem nyújt. A katódos védelem esetén a katódreakciók (hidrogénfejl dés, oxigén redukciója) miatt a pH lokálisan n (lúgosodik a közeg), ami el segíti a felület passziválódását is, ez szintén kedvez a korrózióvédelem szempontjából.
A küls árammal történ védelem áramforrása lehet telep, egyenáramú generátor, leggyakrabban pedig a hálózati váltóáramot egyenirányító berendezés. Az áramot a védend objektumra mint katódra, és egy, szintén a korróziós közegbe elhelyezett anódra kapcsolják. Az anód legtöbbször grafit, de lehet pl. ócskavas is. A grafit használata el nyösebb, mert nem oldódik, az ócskavasat pedig, oldódása miatt id nként pótolni kell. Az anódokat rendszerint speciális összetétel , jó elektromos vezet képesség talajréteggel, ún. anódággyal veszik körül. Egyszer bb megoldásoknál az áramer sséget manuálisan állítják be, illetve id szakos után-állítással szabályozzák. Természetesen léteznek olyan megoldások is, amelyek a rákapcsolt véd áramot a szükségleteknek megfelel en automatikusan szabályozzák, ilyet alkalmaznak pl. hajótestek védelmekor.
Az autonóm (vagy galvanikus) védelem esetén a védend fémet egy kevésbé nemes fémmel kötik össze. Ennek következtében egy galvánelem jön létre, mely ha a védelmet megfelel en tervezik meg, gondoskodik a szükséges katódos áramról.
Anódként csak a legkevésbé nemes fémek (gyakorlatilag csak a cink, magnézium és alumínium), valamint ötvözeteik jöhetnek számításba., a többiek ugyanis nem képesek olyan nagy áramot szolgáltatni, amely a védelemhez szükséges. A védelmet itt a kontaktkorróziós galvánelem adja, melyben az anód oldódik, elfogy, ezért meghatározott id nként pótolni kell azt. A fémet ebben az esetben tehát az anód oldódásával, feláldozásával védjük. Ha az anód a környezetében nem jól oldódik, esetleg passziválódik, akkor a védelem (a véd hatás) el is maradhat. Ennél a módszernél tehát talajokban különösen fontos a megfelel anódágy létesítése. A küls árammal történ védelem el nyei: nagy feszültség, nagy áramer sség érhet el, az értékek változtathatóak, szabályozhatóak, nagy ellenállású közegekben is használható, nagyméret objektumok védelmére is alkalmas ( pl. jó szigetel képesség , passzív véd réteg esetén egy – egy anóddal 70 – 80 km hosszú, talajban elhelyezett cs vezeték is védhet ). A küls árammal való védelem hátrányai: viszonylag magasak a beruházási költségek, nagyobbak a fenntartási, szerelési költségek, képzettebb kezel személyzetet igényel, nagyobb a kóbor áramok keletkezésének veszélye, a hálózati áramvezetéknek vagy generátornak a közelben kell lennie (áramellátási zavarok lehetségesek), a polaritás felcserélése fokozott korróziót okoz. Az autonóm védelem el nyei: nincs szükség küls áramforrásra, hálózati vezetékre, generátorra, nem lehetnek áramellátási zavarok, kis beruházási, fenntartási, szerelési költségek, nem igényel magasabb képzettség kezel személyzetet, ritkán károsítja a védelembe be nem kapcsolt környez m tárgyakat (kicsi a kóboráram keletkezésének veszélye), nem lehet polaritás-csere Azt autonóm védelem hátrányai: viszonylag kis feszültség, kis áramer sség, nehezen változtatható, szabályozható, nagyméret , bonyolult alakú tárgyak védelmére kevéssé alkalmazható, nagy elektromos ellenállású közegekben nem használható, az anódok id nkénti pótlása szükséges. több anód alkalmazása esetén egymásra is hathatnak.
A kóbor áram okozta korrózió
A kóbor áram okozta korrózió a katódos védelem alkalmazásának egyik legnagyobb veszélye. Lényege abban áll, hogy a korróziós közegben a védelmi rendszer teljes árama nem a kívánt irányba folyik, hanem egy része más, fémb l készült, és a védelembe be nem kapcsolt m tárgyakon is áthaladhat. Az el z ábra egy lehetséges esetet mutat be. Ezen a véd áram egy része nem a talajon halad át, hanem az A-val jelzett helyeken a közelben húzódó idegen cs vezetékbe lép be, majd onnan a B-vel jelölt helyeken kilépve éri el a védend m tárgyat. A B-vel jelölt kilépési helyeken anódos polarizációt, a fémionok fokozott oldódását, azaz megnövekedett korróziót okozva ezáltal. A veszély f leg nagyobb mértékben beépített területeken áll fenn, ahol s r n helyezkednek el földbe fektetett fémszerkezetek. A kóbor áram okozta korrózió elkerülésére az alábbiakat tehetjük: ha lehetséges, a katódos védelmet más m tárgyaktól távol létesítsük, idegen m tárgyak kóboráram-felvételét jó szigeteléssel, vagy a tárgyat körülvev m anyag véd cs vel is megakadályozhatjuk, nagyobb m tárgyak esetén a védelmet ne egy nagyteljesítmé-ny anóddal, hanem több egyenletesen elhelyezett kis anóddal kell megoldani, a kóbor áram kilépési helyein autonóm védelmet létesíthetünk, az idegen m tárgyat bekapcsolhatjuk a katódos védelem rendszerébe (ez költségnövekedéssel jár), a kóbor áram kilépését a talajba helyezett védett tárggyal való (fémes) összekötés létesítésével akadályozzuk meg, ez az ún. drenázs, vagy másnéven szívókötéses módszer. Kóbor áramok nemcsak katódos védelem alkalmazásakor keletkeznek. El fordulnak pl. villamos vonatás során, amikor a talajjal érintkez síneket vezet ként használják fel, hegeszt berendezéseknél, daruknál, galvanizálókádaknál, kiköt i, távközlési és ipari berendezéseknél, stb. Különös hátrányuk, hogy jelenlétük csak viszonylag bonyolult módszerekkel mutatható ki, így meglepetésszer károsodásokat okozhatnak. Kóbor áramok nemcsak talajban, hanem folyékony közegben is kialakulhatnak. Az egyenáramú villamos vontatás során keletkez kóbor áramok láthatók a következ ábrán. Az áram a sínbe érve elágazik, egyik része a sínben, a másik pedig a talajban folyik tovább. Minél nagyobb a sín vezet képessége a talajhoz képest, annál kisebb a kóbor áram.
Tanácsos a síneket rosszul vezet réteggel, pl. kaviccsal alapozni, és fontosak a jó sínkötések és csatlakozások.
Kóbor áramok folyhatnak vasbeton szerkezetben is, f leg ha fagyásgátlóként (kötésgyorsítóként) kloridtartalmú sókat adagoltak a betonhoz. Az adalék megnöveli a beton vezet képességét, ez a vas korróziójához vezethet. A létrejöv korróziós termékek (hidratált vasoxid) térfogatnövekedést jelentenek, ami betonra repeszt hatást fejt ki. Hajókon kóbor áramú korróziót okoz minden olyan elektromos szerelés, ill. rossz szigetelés, melynek következtében a hajótesten áram halad keresztül. Ilyenkor az áram nagy részbe vízben lép ki, és az anódos helyeken korrózió jöhet létre. A kóbor egyenáramok hatását szemlélteti, hogy 1 A er sség áram, 1 év alatt, kb. 10 kg vasat, 11 kg rezet, vagy 37 kg ólmot korrodál.
Korrózióvédelem inhibitorokkal Az inhibitorok olyan anyagok, melyeket a korróziós közegben kis koncentrációban alkalmazva a korrózió sebességét jelent sen lecsökkentik, anélkül hogy a közeg agresszivitását megváltoztatnák. Az inhibitorok a fém felületén végbemen elektrokémiai reakciók sebességére kifejtett hatásukkal csökkentik a korróziót. Az inhibitorokat 2 nagy csoportra oszthatjuk, az adszorpciós inhibitorok és a passzivátorok csoportjára. A 2 csoport közötti lényeges különbség, hogy az adszorpciós inhibitorok alkalmazása esetén a fém potenciálja az aktív oldódás tartományában van, a passzivátorok ezzel ellentétben a potenciált eltolják a passzív tartományba. Az inhibitorok hatása a fém, ill. ötvözet anyagi min ségét l, a közeg összetételét l, valamint az alkalmazás körülményeit l (pl. h mérséklet) is függ. A felhasználási közeg alapján megkülönböztetünk: vízben és neutrális közegben, savakban vagy lúgokban, g zben vagy leveg ben, speciális közegekben (pl. festékekben, lakkokban, betonban, olajokban, zsírokban) alkalmazott inhibitorokat. Az adszorpciós inhibitorok a fém és a korróziós közeg határfelületén adszorbeálódva fejtik ki hatásukat.
Az inhibitorokat legtöbbször vízben, vagy vizes oldatokban alkalmazzuk, azaz az inhibitorok hatásmechanizmusa elektródfolyamatokkal kapcsolatos. Azokat az inhibitorokat melyek f leg a katódfolyamatokra hatnak katódos-, amelyek f képpen az anódos folyamatok sebességét csökkentik anódos inhibitoroknak nevezzük. A vegyes inhibitorok mindkét reakció sebességét csökkentik. A legtöbb adszorpciós inhibitor szerves vegyület. Vannak közöttük olyanok is, melyek ionokra disszociálnak. Ionos jelleg inhibitorok esetén a fém pozitív, vagy negatív töltéséb l következtethetünk arra, hogy az illet fémen létrejön-e a z inhibíciós hatás, tehát ezek a korróziós potenciál függvényében hatnak. A nemionos jelleg inhibitorok esetében a féminhibitor közti felületi vegyületek kovalens kötéssel képz dnek, így a fém kémiai természete, ill. elektronszerkezete a fontosabb. Az adszorpciós inhibitorok hatásakor a felületen történ adszorpció legtöbb esetben csak az inhibíciós hatás els lépése. Az elektrosztatikus er k hatására bekövetkez fizikai adszorpció gyorsan végbemegy, és reverzibilis. A fizikai adszorpciót követheti a kemiszorpció, mely lassú és nem reverzibilis, és mivel kémiai kölcsönhatásról van szó specifikus, azaz függ az adszorptívum és a fém anyagi min ségét l. A hatásosabb inhibitorok esetében kemiszorpció történik. A szerves inhibitorok legalább egy poláris csoportot tartalmaznak, melyekben nitrogén, kén, oxigén, egyes esetekben szelén, vagy foszfor található. Azonos stabilitású szerves vegyületeken belül az inhibíciós hatás szempontjából a hetero-atomok sorrendje: Se > S > N > O. A kemiszorpciós kötéshez szükséges elektronpárok molekulán belüli kialakulása és helyzete szisztematikusan változtatható. Így pl. a piridin és származékai esetében azt tapasztalták, hogy az inhibíciós hatás a következ sorrend szerint n : piridin < 3-pikolin < 2-pikolin < = 4-pikoilin. Ugyanebben a sorrendben n az elektrons r ség a nitrogénen is. Hasonló elvek érvényesek más inhibitorokra is. Az inhibitor relatív molekulatömegének hatása homológ sorokon tanulmányozható. A relatív molekulatömeg és az inhibíciós hatás közti összefüggés különösen olyan anyagok esetén szembet n , melyek a fém felületén, valószín leg katódos redukciójuk következtében polimerizálódnak. A polimerizátumok rendszerint a molekula több helyén köt dnek a felülethez. Ilyen hatás lép fel acetiléntípusú vegyületeknél, melynek eredménye egy jól tapadó, a fémet az oldattól elzáró film. A filmképz inhibitorok a felületen olyan gátat alkotnak, amely nem magából az inhibitorból, hanem annak valamilyen termékéb l áll. A legtöbb filmképz inhibitor az anód vagy a katód m ködését módosítja azáltal, hogy növeli polarizálható-ságát. A katódos filmképz inhibitorok m ködése a felület katódos helyein kialakuló lúgosodás következménye. A hidroxidionok sok fémionnal csapadékot adnak, és a véd -hatást az így létrejött film biztosítja. Az anódos filmképz inhibitorok m ködése abban különbözik a passzivátorokétól, hogy itt a védelemhez nem szükséges az esetleges kritikus passziválási potenciál túllépése. Egy tipikus példa a benzoátok alkalmazása, melyek oxigén jelenlétében hatnak. Az oxigén valószín leg úgy hat, hogy a korróziós potenciált eltolva, a fém töltését úgy változtatja meg, hogy az lehet vé teszi az inhibitor adszorpcióját. Erre utal az a tény is, hogy a benzoát acélon akkor hat, ha a fém pl. rézzel érintkezik, (és így potenciálja megfelel érték ). Kevésbé nemes fémmel való érintkezésnél nincs inhibíciós hatás. A passzivátorok, vagy oxidációs inhibitorok oxidálószerek, melyek a fém passziválása útján fejtik ki hatásukat. A következ kben röviden bemutatjuk (nem törekedvén a teljességre) a különféle közegekben használható inhibitorokat.
A közel semleges vizes oldatokban sokszor szervetlen inhibitorokat használnak, de elterjedtek a szerves savak nátriumsói is, benzoátok, szalicilátok, tartarátok, ftalátok, - (f leg a vas korróziójának inhibiálására), melyek a szerves anion adszorpciója révén hatnak. Alumínium esetében jól használható a hexametilén-tetramin, zselatin, tiokarbamid. Vízmelegít kben és h t kben a pH-t illékony aminokkal, pl. ciklohexilaminnal állítják be semlegesre. Egyéb ilyen rendszerekben alkalmazott inhibitorok a zsírsavaknak poliamidokkal, pirimidinnel alkotott vegyületei. Az olajbányászatban alkalmazott berendezések elektrokémiai korróziója az olajos fázis víztartalmával kapcsolatos. Ez tág határok ( 1 – 99 %) között változhat, az olaj ezen kívül kénhidrogént is tartalmazhat. Inhibitorként kvaterner aminszármazékok ((R1 R2)N(R3 R4)+X), általános képlettel jellemezhet k. Ezek baktericid hatásúak is. Rajtuk kívül alifás zsírsavak amidjai, és tiokarbamid származékok is alkalmazhatók. Savas oldatokban elterjedt a szerves inhibitorok alkalmazása. A h mérséklet, a nyomás és a keverés sebessége módosíthatja ezen inhibitorok m ködését. Az inhibitor koncentrációjának növekedésével a hatás általában n , de bomlékony anyagoknál kis koncentrációban (amikor a borítottság a felületen még nem teljes) el fordulhat stimuláló hatás is. A keverés ebességének növelése növeli a fémoldódást, így rontja az inhibitor hatékonyságát. Savas oldatokban, - pácoláskor, revétlenítéskor, vízk eltávolítása során, - tiokarbamidszármazékok, piridin és kinolin-bázisok, ill. hexametilén-tertamin használható. Olajkutak fémberendezésein lév meszes lerakódások eltávolí-tására tömény savakat ( pl. 15 % HCl) haszhnálnak, kis old-hatóságú anyagokat (pl. merkaptánok) adnak a savhoz, egy kritikus,koncentrációban. Ni, Monel fém és réz esetében savas oldatokban n-butil-amin, anilin, piridin, réznél ezenkívül még benzil-tiocianát és furfurol is alkalmazható. Ez utóbbit sárgaréz és alumínium esetében is alkalmazzák. A cink, kadmium és ólom esetén savakban zselatin, és tiokarbamid-származékok használhatók. Lúgos oldatok az amfoter fémekre veszélyesek. Alumíniumnál kvaterner ammóniumszármazékokat, cink esetében tereftálsav, trifenil-kloro-metán, réznél pirogallol, tannin alkalmazható. Az atmoszférikus korrózió inhibiálása a fémeken lév vékony elektrolit-rétegben megy végbe, amelyben a gázfázisban található inhibitor oldódik. Tároláskor, üzemszünet alatt használatosak. Ezen inhibitorok el nye, hogy a védend tárgy alakjától, nagyságától és felületkezelését l függetlenül alkalmazhatók. Alkalmazásuk módja az alábbi lehet: A fém csomagolásához használt papírt impregnálják az inhibitorral, Illékony szerves oldószerben oldott inhibitorral permetezik be a felületet, Zárt térben szilárd, vagy folyékony inhibitort párologtatnak el. A fém anyagi min sége szerint kell megválasztani az inhibitort. Rézbázísú ötvözeteken jól véd a benzo-triazol, a sárgaréz ciklohexil-aminnal, tiokarbamidszármazékokkal védhet . Al, Ni, Zn, Mg, Sn, sárgaréz, vas és acél esetében jó védelmet ad a diciklohexil-amin-kromát, még galvánkorrózió esetében is.
Korrózióvédelem bevonatokkal A fémbevonatok alkalmazása a korrózióállóság változásán túlmen en a felület egyéb jellemz ire is hatással van, sok esetben a korrózióállóság növelése mellett cél lehet speciális felületi tulajdonságok (pl. keménység) biztosítása is. Elektrokémiai szempontból a fémbevonatokat 2 csoportba soroljuk, attól függ en hogy a bevonófém az alapfémhez képest nemesebb, vagy kevésbé nemes. Az els esetben a bevonatot katódos jelleg nek tekintjük (a bevonat sérülése esetén létrejöv kontaktkorróziós galvánelem katódja lesz a bevonat, anódja az alapfém), a második esetben anódos bevonatról beszélünk ( a bevonat sérülése, vagy pórusok jelenléte miatt kialakuló galváncella anódja lesz a bevonat és katódja az alapfém).
A fémbevonási eljárások csoportosítása Termodiffúziós bevonatok termodiffúziós bevonás fémporba ágyazással termodiffúziós fémbevonás fémolvadékba mártással termodiffúziós fémbevonás folyékony közegben ráolvasztással termodiffúziós fémbevonás gázközegben fémbevonás gázközegben termoredukciós kezeléssel Termomechanikai fémbevonás fémbevonás hagyományos fémszórással fémbevonás szóróhegesztéssel magas olvadáspontú anyagok szórása fémbevonás plattírozással Vákuumtechnikai fémbevonás bevonatkészítés vákuumg zöléssel bevonatkészítés katódporlasztással keményfémbevonat-készítés szikrakisüléssel
Fémbevonatok készítése kémiai eljárásokkal rézbevonat készítése nemesfémbevonat készítése vasfémbevonatok készítése nikkelezés Kanigen eljárással nikkelezés Nibodur eljárással Fémbevonatok készítése elektrokémiai eljárásokkal Fémbevonatok készítése küls áramforrás nélkül, cementálás rezezés, ezüstözés és aranyozás, nikkelezés, ónozás Fémbevonatok készítése küls áramforrással, galvanizálás rézbevonatok készítése nikkelbevonatok készítése krómbevonatok készítése cinkbevonatok készítése kadmiumbevonatok készítése ónbevonatok készítése nemesfémbevonatok készítése galvanikus ötvözetbevonatok készítése diszperziós fémbevonatok készítése m anyagok galvanizálása
A termodiffúziós fémbevonás A termodiffúziós eljárások mindegyike diffúziós folyamatokon alapszik. A kémiai, vagy elektrokémiai eljárásokkal létrehozott fémbevonatok csak adhéziós er kkel tapadnak a felületen, azaz a bevonat és az alapfém között éles határ van, a diffúziós eljárásoknál az alapfém és a bevonófém között rendkívül szoros kapcsolat jön létre, köztük éles határfelület helyett fokozatos átmenet van.A diffúziós folyamatok mechanizmusa minden idetartozó eljárásnál lényegileg azonos, az eljárások megvalósítása (berendezések, technológiák) azonban jelent s eltéréseket mutat, és az eljárások az alábbiak szerint csoportosíthatók: fémbevonás szilárd közegben fémporba ágyazással, fémbevonás folyékony közegben fémolvadékba mártással és ráolvasztással, fémbevonás gázközegben diffúziós kezeléssel és termoredukcióval.
Termodiffúziós fémbevonás fémporba ágyazással A horganyzást (sherardozást) f képp kis és közepes méret vas-tömegcikkek korrózióállóvá tételére alkalmazzák. Az alumíniumozást egyes alkatrészek h állóságának és füstgázokkal szembeni ellenállóképességének növelésére végzik. A szilicírozást vegyipari alkatrészeknél, a krómozást kopásálló alkatrészek készítése során alkalmazzák. A fémporban való diffúziós kezelés során a bonyolult alakú, furatos, vagy mélyen hornyolt munkadarabokon is egyenletes réteg alakul ki. A megvalósítás során a bevonandó fémtárgyakat megfelel összetétel porkeveréket tartalmazó dobozokban valamilyen kemencébe teszik, és a technológiában el írt ideig meghatározott h mérsékleten tartják.
A termodiffúziós horganyzás során a porkeverék készítéséhez kereskedelmi min ség cinkport, vagy cinkkohók hulladék-anyagát használják. A por összesülésének megel zésére 30 – 75 %-nyi hígító adalékot (finomra rölt mészkövet, krétát, vagy csiszolóport) adnak hozzá, gyakran nedvesítik 1 %-nyi HCl-el. A szemcseméret mellett a cinkpor szennyez i is befolyásolják a bevonat min ségét, Cu, Pb vagy Sb szennyezés jelenléte káros, a horganyzást 200 – 450 oC-on, 1 – 10 óráig végzik. A helyes technológiával készített bevonat ezüstszürke szín , 0,04 – 0,05 mm vastag, Vickers keménysége 250 – 260 HV. A réteg metallográfiai vizsgálatával megállapítható hogy a küls réteg max. 6 % vasat tartalmaz, ezt növekv vastartalmú, FeZn intermetallikus vegyületek követik, végül egy vasban dús zóna csatlakozik a fém maghoz. Az FeZn intermetallikus vegyülketek ridegek, ezért túlzott vastagság esetén a réteg hajlítás során felrepedhet. A termodíffúziós alumínium bevonat készítése a horganyzás-éhoz hasonló technológiával történik. Két technológiai változata van a kalorizálás és az alitálás. A kalorizálás van Aller szabadalmán alapszik, melynek során a m veletet alumínium tartalmú porkeverékben 450 – 650 oC-on végzik. A Krupp M vek alitálási eljárása szerint ferroalumíniumot használnak, magasabb, 1000 – 1200 oC h mérsékleten. A következ táblázatban láthatók a különféle eljárások paraméterei. A diffúziós alumíniumréteget az FeAl3, Fe2Al5, FeAl2 intermetallikus vegyületek olyan rideggé teszik, hogy semmilyen mechanikai igénybevételt nem visel el repedés, vagy felválás nélkül. A ridegség megszüntetésére 1000 oC körüli, 24 – 28 órás h kezelést ajánlanak, ekkor az FeAl3 fázis elbomlik, az Al nagy része az alapfémbe diffundál,
Ugyanakkor a magrészb l jelent s mennyiség vas diffundál a felületi rétegbe, úgy, hogy itt csupán 10 – 35 % Al mutatható ki. Az utólagos h kezelést az alitálásnál is alkalmazzák. A kalorizált vagy alitált diffúziós réteg felületi keménysége HV » 5000 N/mm2, kopásállósága azonban nem túlzottan jó. Az edzhet szén-, és ötvözött acélok a h kezelés során kilágyulnak, ezeket az alumíniumozás után a szokásos h kezeléssel nemesíteni lehet.
Termodiffúziós fémbevonás fémolvadékba mártással
A fémolvadékba való mártás a termikus fémbevonás egyik legrégibb módszere. A vas és acél, réz és rézötvözetek horganyzása, ónozása, alumíniummal való bevonása jól ismert felületvéd eljárások. A fémporba ágyazásosa eljárásoktól megkülönbözteti, hogy a felületen minden esetben képz dik egy több-kevésbé vastag színfémréteg is. A diffúziós réteg sajátosságai egyformák. A m velethez szükséges berendezések lényeges része a fémolvadékot tartalmazó mártókád, szilícium, ill. szénszegény lágyacél lemezb l, kerámiából, vagy grafitból. Méreteit úgy választják meg, hogy az 1 óra alatt kihordott fémmennyiség hússzorosát legyen képes befogadni. F tése történhet villamos f téssel, szén-, olajtüzeléssel. Vas munkadarabok cinkolvadékba való mártásakor több részfolyamat megy végbe: a vas oldódik az olvadt cinkben, a cink pedig a vasba diffundál, ahol Fe-Zn ötvözetfázist képez. A diffúziós réteg küls felületére pedig tiszta cinkréteg tapad, melynek vastagsága a cinkfürd viszkozitásától, felületi feszültségét l, a munkadarab kádból való kiemelési sebességét l függ. A t zi-mártó technológiákban fontos szerepet töltenek be a folyósító sóolvadékok, melyek feladata a munkadarab felületér l az esetleges szennyezés-maradványok eltávolítása, a megtapadt víz felszívása, a darab el melegítése. A legelterjedtebben használt folyósító só az ammónium-cink-klorid Zn(NH4Cl)X(Cl2)X (x = 1 – 6). A folyósítósóból HCl képz dik amely a tárgy felületét szennyez vasoxiddal FeCl3-at (310 oC-on szublimál) és FeCl2-t (1024 oC-on szublimál) képez. Ez utóbbi felgyülemlik a sóolvadékban és a cinkkel reakcióba lépve (FeCl2 + Zn = ZnCl2 + Fe egyenlet szerint) vas válik szabaddá, így a fürd vastartalma folyamatosan n , a keletkez vas-cink ötvözet (keménycink) jelenléte káros. A horganyzást 0,2 – 0,5 % Alt tartalmazó kohócink olvadékban, 440 – 470 oC-on végzik. Az ún. nedves eljárásnál a cinkfürd t egy acéllemezb l készült választófal (sógát) osztja ketté, 2/3 – 1/3 arányban megosztva a cinktükröt. A sógát fala a fürd be csak 200 – 250 mm mélyen merül be., alatta a fémolvadék szabadon mozog. A folyósítósó a kisebbik felületet takarja, innen merítik be a munkadarabokat, majd acélfogóval átvezetik a sógát alatt, és a szabad tükörrészen emelik ki a fürd b l. Bonyolult profilú, mélyen tagolt darabok horganyzására alkalmas, termelékenysége kicsi. Az ún. száraz eljárásnál a zsír-, és oxidmentesített darabokat horganyzás el tt ammóniumcink-klorid-oldatba mártják, majd 200 oC-os leveg áramban megszárítják, így egyenletes sóbevonat képz dik a felületen. A munkadarabot még melegen, rögtön a sóréteg megszáradása után a fürd be teszik. Az eljárást els sorban lemez és huzal horganyzásánál alkalmazzák. A száraz eljáráson alapszik a teljesen automatizált Sendzimir eljárás. A zsírszennyezést 400 oC-on leégetik, majd 600 oC-os nitrogén-hidrogén véd gáz atmoszférában kerül a darab a fürd be.
A cinkbevonatokat az 1 m2 felületen megkötött cink-tömeggel jellemzik. A sík felületen egyenletes a rétegvastagság, az éleken és a csúcsokon azonban gyakran nagyobb. A helyes technológiával el állított, nem túl vastag bevonat szilárdsági tulajdonságai kielégít ek,
Keresztmetszeti csiszolatokon látható, hogy a bevonat legküls rétege tiszta cink, ez alatt egy Fe-Zn intermetallikus vegyületekb l álló fázis van, ezt egy vékony átmeneti réteg választja el a magtól. Az olvadék szennyez i befolyásolják a bevonat min ségét. Az Al csökkenti a vasoldó képességet, kismennyiség ón növeli a bevonat fényét, ugyanígy hat az antimon is, csak enyhén sárgásra színezi a bevonatot. Ólomtartalmú fürd b l vastagabb réteg választható le. A kadmium növeli a vasoldó-képességet. A vas mindenképpen káros, mert rideggé teszi a bevonatot és csökkenti a korrózióállóságát. nJól horganyozhatók a kis széntartalmú acélok, szürkevas-, és temperöntvények. nNagy széntartalmú acélokat ritkán (pl. sodronykötelek készítésére szánt acélhuzalokat), ötvözött aclokat pedig sosem vonnak be mártó horganyzással.
T zi-mártó ónozás
A t zi-mártó ónozás hasonlít a t zi horganyzáshoz. A darabos árut öntöttvas-, vagy nagy széntartalmú acélból készült kádban, a huzalokat, szalagokat áthúzóberendezésben ónozzák. Az ónozókádat fels részében függ leges acéllemez választófal osztja ketté. A bevezet oldal fémtükrét cik-klorid, vagy ammóniumklorid folyósítósó olvadékával, a kivezet oldal tükrét pedig pálmaolajjal takarják. A pálmaolajat max. 240 oC-ra lehet felhevíteni, mert polimerizálódik, és sárgásra színezi a bevonatot. Szalag és huzal ónozásakor a bevezet oldal h mérséklete 300 – 340 oC, a kivezet oldalé pedig 240 oC. Ónozáshoz, - f képp élelmiszeripari használatra, - nagytisztaságú ónt használnak. Építészeti célra alkalmaznak 70 Sn, 24,5 % Pb, és 5,5 % Zn összetétel fürd t is. A fürd höz adagolt max. 10 % kadmium javítja a bevonat korrózióállóságát. Antimont, rezet, esetleg ezüstöt tartalmazó fürd b l teljesen foltmentes, fényes bevonat készíthet . A bevonat vastagsága a bemártási id t l, h mérséklett l és a kiemelési sebességt l függ, általában 0,002 – 0,003 mm, ami 50 g/m2 ónnak felel meg. Az öntöttvas munkadarabokat el zetesen gondosan meg kell tisztítani, - koptatással, vagy sósavas, HCl-es, HF-es pácolással, - az öntési kéregt l, majd galvanoplasztikai úton vasbevonatot visznek fel és az ónozást 2 lépésben végzik. Réz, sárgaréz, vagy bronz ónozásához sósavas cink-klorid oldatba mártják, majd öblítés és szárítás után ónozzák. Az ónbevonat a hajlítást, mélyhúzást jól bírja.
Termomechanikai fémbevonás A termomechanikai eljárások közös jellemz je, hogy a bevonó-fémet megömlesztik, majd mechanikai úton (pl. s rített gázzal) porlasztják, és a fémcseppeket nagy mozgási energiával a bevonandó felületre szórják. A bevonófémet ún. szórópisztolyban olvasztják és porlasztják. Az ún. gázf tés , vagy gázolvasztásos pisztolyok üzemelteté-séhez acetiléngáz és oxigént, ritkábban hidrogént és oxigént használnak. A láng tulajdonságai dönt en befolyásolják a fémömledék porlasztását és a szórt fémcseppek min ségét is. A láng lehet oxidáló, neutrális (sztöchiometrikus) és redukáló. Redukáló lángot oxidációra érzékeny fém szórására használnak. Oxidáló lánggal magasabb h mérséklet érhet el. Az ún. villamos olvasztású pisztolyokban rövidzárlati, ellenállás, újabban nagyfrekvenciás elv alapján történik a fém megolvasztása. A fémolvadékot ez esetben is s rített leveg vel porlasztják.
A forró fémszemcsék h jét az alapfém a becsapódás után gyorsan elvezeti, a gyors h lés miatt a rétegben húzófeszültsé-gek ébrednek, melyek a réteg repedését okozhatják, ezek csökkentik a réteg tapadását és rontják a korrózióállóságot. A fémszóráshoz használt gáz, vagy villamos f tés pisztolyok-ba a szórandó fémet por, vagy huzal alakban táplálják be.
A porszóró pisztolyokkal szórható anyagok 3 csoportba tartoznak: Cr-, és Ni ötvözetek, bór és Si adalékot tartalmaznak, ezek salakképz k, nehezen oxidálható fémek porai, nem kell adalékanyag kerámiaporok
A bevonandó fém felületével kapcsolatos követelmény, hogy ne legyen rajta könnyen leváló réteg és megfelel en érdes legyen. A felületel kezelés az érdesítésen túl zsírtalanításból és oxidmentesítésb l áll. A zsírtalanítás lúgoldatokat, emulziókat, vagy szerves oldószereket tartalmazó zárt, gyakran teljesen automatizált berendezésekben végzik. Az oxidmentesítést mechanikai (kalapálás, drótkefézés, szemcseszórás) és kémiai (savas pácolás) módszerekkel történik. Az oxidmentesítés után a fémszórást minél hamarabb, max. 2 órán belül el kell végezni. A szórás során a szórópisztolyt egyenletes sebességgel kell mozgatni, hogy a felület minden részét fokozatosan (és egyenletesen) beszórja. Szórt cinkbevonatokat alkalmaznak vas és acélszerkezetek korrózió elleni védelmére, vagy festés alá alapozásként. A szokásos rétegvastagság 0,25 – 0,40 mm, nagyobb igénybevétel esetén 0,65 mm. Apró vasáruk szóróhorganyzását dobban is el lehet végezni. A cinkréteg véd képessége függ a korróziós termékrétegt l is.
Tropikus éghajlati, vagy talajkorróziós hatásoknak kitett szerkezeteken el nyösen alkalmazhatók szórt cinkbevonatok, iparvidéken azonban nem célszer alkalmazni. Igen agresszív atmoszférában a kadmium, cink és az alumíniumbevonatok közül az utóbbiak váltak be legjobban
Legelterjedtebben a szórt alumíniumbevonatokat alkalmazzák, mert korrózió elleni védelem, h állóság és díszítés céljára egyaránt megfelelnek. Vason és acélon általában 0,2 – 0,5 mm vastag, üvegen és egyéb nemfémes anyagokon 0,1 – 0,2 mm a szórt Al réteg. Az szórt Al a cinkhez hasonlóan passziválódik. Acélon a vékony 0,1 – 0,15 mm a szórt Al réteg a vashidroxidoktól rozsdabarnára színez dik, ez nem rontja a korrózióállóságot.
A szóróhegesztés A szóróhegesztés lényegében a fémszórás változata, melynek során különleges szerkezet szórópisztollyal fémport ömlesztenek meg és szórnak a bevonandó munkadarab megfelel en megtisztított és érdesített, esetleg gázlánggal 400 – 500 oC-ra el melegített felületére. Ezután a réteget hegeszt lánggal megömlesztik és ezzel hegesztéssel köt dik a bevonat az alkatrészen (kis részben diffúziós kötés is létrejön). A szóróhegeszt porok el nye, hogy por alakban olyan ötvözet is készíthet melynek alkotóiból pálcákat csak nehezen, vagy sehogyan sem lehet készíteni. A szóróhegesztéssel készített réteget 1040 – 1050 oC-on utókezelik, közömbös, vagy véd gázas ívfénykemencében. A darabot lassan h tik le. A bevonat kisimul kifényesedik a m velet hatására. Csaknem minden szénacél vagy nagy nikkeltartalmú ötvözet szóróhegeszthet .
Fémbevonatok készítése kémiai eljárásokkal A kémiai redukciós fémleválasztás folyamata elektroncserés redukcióval megy végbe, a redukálószer oxidálódik és lead z db elektront, a felszabadult elektronokat az oldatban lév Mz+ töltés fémionok veszik fel ezáltal atomos állapotú fémmé redukálódván. A redukálódott fém – a kísérleti körülményekt l függ en, - finom szemcseeloszlásban, vagy az oldatba merített munkadarab felületén tömör réteget képezve leválik. Tömör fémbevonatok a katalitikusan aktív fémeken könnyen leválaszthatók. A katalitikusan nem aktív felület fémeken, valamint különféle nemfémes anyagokon (üveg, porcelán, kerámia és m anyag) csak különleges felület-el kezel m veletek után készíthet k jól tapadó, összefügg fémbevonatok. A redukciós fémbevonó oldatok az alábbi fontos komponenseket tartalmazzák: Fémsók: legtöbbször a galvánfürd k készítésére használt vegyszereknek megfelel tisztaságúak, azonban a fémsókoncentráció kisebb azokénál. Redukálóanyag: fajtáját és koncentrációját a bevonandó és a leválasztandó fém min sége szabja meg. Savas fürd kben hipofoszfitot, szulfitot, foszfitot, hidroszulfitot, lúgos fürd kben formaldehidet, boranátot, hidrazint, stb. használnak. Hatékonyságuk nagymértékben függ a közeg kémhatásától. Pufferanyagok: a fürd pH értékét tartják a fémleválasztás követelményének megfelel szinten. Gyorsítóadalékok: katalitikusan növelik a fémleválás sebességét, pl. borostyánk sav és sói, alkáli-fluoridok, tetraborátok. Stabilizátorok: visszaszorítják a zavaró mellékreakciókat, biztosítják a fürd kémiai állandóságát. Nagy koncentrációban fékezik a fémleválást. A kémiai fémbevonás legfontosabb technológiai lépései: I. felületel készítés zsírtalanítás oxidmentesítés felületaktiválás szenzibilizálás II. kémiai, redukciós fémleválasztás III. utókezelés IV. min ségellen rzés
Nikkelbevonatok készítése kémiai eljárásokkal A leggyakrabban alkalmazott, és legjobban kidolgozott kémiai redukciós eljárás a nikkelezés. Az iparban használatos nikkelez oldatokban a redukálóanyag többnyire a nátrium-hipofoszfit (NaH2PO2 x H2O, és a boranát. A gyakorlatban savas és lúgos fürd ket használnak. A nikkelezésnek alapvet en 2 változata terjedt el, a Kanigen, és a Nibodur eljárás. Mindkett létezik savas és lúgos változatban is. A hipofoszfitot alkalmazó Kanigen eljárásban Gutzeit szerint a anikkel redukciója több részfolyamatból tev dik össze, melyeknek sebessége különböz :
(H2PO2)- -> (PO2)- + 2 H (PO2)- + H2O -> (HPO3)2- + H+ Ni2+ + 2 H -> Ni + 2 H+ (H2PO2)- + H -> H2O + OH- + P 2 H -> H2
Az összfolyamat:
3 (H2PO2)- + 2 H2O + Ni2+ -> 3 H2PO3- + 2 H2 + Ni A tapasztalatok szerint az els reakció a leggyorsabb, és a 4. a leglassúbb. A Kanigen oldatban a fémsó és a redukálószer aránya a nikkelion/hipofoszfition = 0,3 – 0,4 aránnyal adható meg. További fürd alkotók a kelátképz k ( a nikkellel komplexet képeznek és pufferhatásuk is van), és a stabilizátorok. A Kanigen oldathoz csak egy fürd tartály szükséges, melyben együtt, vagy egymás után vasfémek, réz és alumínium, ezek ötvözetei, továbbá m anyagok is nikkelezhet k. A fürd vel való munka során ellen rizni és szabályozni kell a h mérsékletet, a pH-t, a nikkel és a redukálószer mennyiségét (ez utóbbi kett t el ször 15 percenként). A vizsgálatok alapján történik az összetétel korrekciója, tömény törzsoldatok alkalmazásával.
A másik általánosan alkalmazott kémiai nikkelez eljárás a Nibodur eljárás. Ebben a nikkel ionok fémmé való redukciójához boranátokat, pl. mátriumborohidridet, vagy alkilborazánokat alkalmaznak. A keletkez bevonat nikkel-bór ötvözet. A boranátos redukció az alábbiak szerint megy végbe:
NaBH4 + 4 NiCl2 + 8 NaOH -> 4 Ni + NaBO2 + 8 NaCl + 6 H2O 2 NaBH4 + 4 NiCl2 + 6 NaOH -> 2 Ni2B + 8 NaCl + 6 H2O + H2 A redukáló anyag bomlása során káros reakció is végbemegy:
NaBH4 + 2 H2O -> NaBO2 + 2 H2 A boranátos nikkelfürd stabilizátor nélkül termodinamikailag instabil, könnyen bomlik, a nikkel-bór-réteg képz dése azonnal megkezd dik, ha az oldat katalitikus hatású fémmel érintkezik, és addig válik le a nikkel és bór, amíg a redukálószer el nem fogy. Ezért kitüntetett szerepe van a stabilizátoroknak. Ezek általában szabadalommal védett, speciális néven forgalmazott anyagok.
A Kanigen eljárással készült nikkelbevonatok amorf felépítés ek, gyakorlatilag pórusmentesek. 90 – 93 % Ni-t, 10 – 7 % P-t tartalmaznak. A bevonat tapadóképessége igen jó (350 – 450 N/mm2). Korrózióállósága hasonló a kohászati nikkeléhez és a galvanikus bevonatokéhoz. A pórusmentesség miatt a galván nikkelnél jobbnak tekinthet k. A Nibodur eljárással készült bevonatok 91 – 93 % Ni-t és 9 – 7 % B-t tartalmaznak. A keménység h kezelés nélkül: 500 – 750 HV
Elektrokémiai fémbevonás Fémbevonatok létesítése küls áramforrás nélkül
Ha az alapfém és a leválasztandó fém normálpotenciálja viszonylag közel esik egymáshoz, (Fe/Fe2+ = - 0,44 V; Sn/Sn2+ = - 0,14 V), akkor az ionkicserél dési folyamat viszonylag lassú, meggyorsítására egy er sen elektronegatív fémmel, az ún. kontakt fémmel hozzák érintkezésbe a bevonandó fém munkadarabot.
Fémbevonatok létesítése küls áramforással (galvanizálás)
Az alumínium elektrokémiai felületkezelése eloxálás) Az alumínium mesterséges oxidálásának eljárásai közül az ipari gyakorlatban az elektrokémiai vagy anódos oxidáló módszerek (anodizálás, eloxálás) a legjelent sebbek. Az alumínium anódos oxidációját alkalmas összetétel elektrolitoldatokban, el írt munkafeltételek között egyen-, vagy váltóárammal végzik.
Foszfátozás A foszfátozás egy olyan felületkezel eljárás, mely els sorban vas és acéltárgyak felületén vékony cink-, mangán, vas-foszfát, vagy ezek keverékéb l álló réteget alakít ki. A létrejött rétegek nem pórusmentesek, korrózióállóságuk mérsékelt. A korrózióállóság fokozható a réteg olajjal történ telítésével, vagy lakk-, illetve festékbevonattal történ bevonásával. Ez utóbbi a foszfátrétegen általában kiválóan tapad, ezért a festékbevonatok tapadásnövelése érdekében el kezel eljárásként is alkalmazzák a foszfátozást. A foszfátozó fürd ben primer cink vagy mangánfoszfát mellett szabad foszforsav is van jelen az oldatban. Az eljárásra jellemz h mérsékleten a különböz foszfátok egyensúlyban vannak. A foszfátozási folyamat els lépéseként a fürd szabad foszforsav-tartalma megtámadja, és oldja a bevonandó fémet. Ennek következtében lecsökken a szabad foszforsav koncentrációja, azonban a foszfát-egyensúlyi rendszer úgy igyekszik azt pótolni, Hogy a primer foszfátokból szekunder, illetve tercier foszfátok képz dnek, utóbbiak, els sorban a tercier foszfátok kicsapódnak a fémfelületre. A fentieket cinkfoszfát esetén az alábbi reakcióegyenletek szemléltetik:
2H3PO4 + Fe -> Fe(H2PO4)2 + H2 Zn(H2PO4)2 -> ZnHPO4 + H3PO4 3 ZnHPO4 -> Zn3(PO4)2 + H3PO4 A primer mangán-, és az oldódás során keletkez vas-foszfát is a cinkhez hasonlóan alakul át, ezért a réteg mindig tartalmaz a cink-, illetve mangán-foszfát mellett vas-foszfátot is. El kezelésként a foszfátozandó tárgyakat oxidmentesítik, majd oldószeres és kémiai zsírtalanítás (lúgos fürd !) híg sósavas (50-100 g/L) felületaktiválás után következik a foszfátozás. A foszfátozó kádak keménygumival bélelt acél,- vagy rozsdamentes acélból készülnek. A magasabb h mérsékleten dolgozó eljárásoknál mindig kell számolni iszapképz déssel. Mártó eljárást alkalmazó technológiák: mangán-foszfát esetén a fürd h mérséklete 96 – 98 oC, a foszfátozási id : 30 – 45 perc. A kapott bevonat fekete, feketésszürke, vastagsága 1–3 µm, korrózióállósága viszonylag jó, olajjal, lakkal való telítéssel jelent sen fokozható. A réteget körömmel megkarcolva fehér karcnyom észlelhet . cinkfoszfát alkalmazásával szintén 96 – 98 oC-on dolgoznak, de ismert 78 – 82 oC-on üzemel technológia is. A m veleti id rövidebb, tipikusan 20 perc, a bevonat színe
szürke, körömmel megkarcolva fehér karcnyom keletkezik, korrózióállósága hasonló a mangán-foszfát bevonatéhoz, rétegvastagsága 1-2 µm. Szórófoszfátozás: els sorban festékbevonatok tapadásnövel eljárásaként alkalmazzák. A foszfátozó oldat h mérséklete alacsonyabb, 40-50 oC, vékony, finomszemcsés, de gyenge korrózióállóságú réteget ad, bonyolult alakú tárgyak esetén nem érhet el egyenletes bevonat a felület minden részén. Elektrofoszfátozás Mind váltó-, mind egyenárammal végzik. Egyenáram esetén a tárgyat mangán-foszfát tartalmú fürd ben anódként kapcsolják. 90-95 oC-on, 10-12 V kapocsfeszültség és 2,5 A/dm2 árams r ség mellett vaslemez katódot alkalmazva 15 – 40 percig tart a kezelés. Szürkés-zöld szín , finomkristályos szerkezet réteget kapnak. Hátrány a rossz áramszórás. Cink-foszfátos elektrolittal 65-70oC-on, 2-3 A/dm2 árams r séggel finomkristályos, a mártó eljárásokét is meghaladó korrózióállóságú bevonatot nyernek.
Korrózióvédelem szerves bevonatokkal A lakkok, festékek komplex, összetett, makromolekulás anyagi rendszerek. F bb komponenseik: Gyanták Pigmentálóanyagok Tölt anyagok Szikkatívok Oldószerek A bevonat kialakulásának mechanizmusa alapján 3 csoportjukat különböztetjük meg: Fizikai száradású (egykomponens ) lakkok, festékek Kémiai száradású (egykomponens ) lakkok, festékek leveg n száradó lakkok és festékek beéget s lakkok és festékek Kétkomponens lakkok, festékek A festék/lakkréteg feladata egyrészt hogy megfelel en tapadjon az alapfémhez, másrészt hogy pórusmentes, jó véd képesség rétegként akadályozza meg a korróziót. Általában egy(fajta) festékréteggel ez a 2 feladat nem oldható meg optimálisan, ezért a festékek korrózió-elleni védelemben több (különböz ) rétegb l álló bevonat(rendszer)ként kerülnek alkalmazásra. Ennek figyelembevételével megkülönböztetünk el kezel -szereket (primereket), alapozó-, közbens -, és fed festékeket. Mindegyikük más-más tulajdonságokra van optimálva. Az el kezel -szerek feladata (hasonlóan a foszfátréteghez) a felület tapadóképességének, érdességének növelése. E cél érdekében szabad savat (pl. foszforsavat) is tartalmazhatnak, ezenkívül egy vékony réteget adó egy vagy kétkomponens m gyantából, oldószerb l állnak. Alkalmazási területük vas-, acéltermékek, illetve könny fémb l készült tárgyak festése. Az alapozófestékek feladata a bevonatrendszer megfelel tapadásának biztosítása. A tapadóképességet biztosító természetes alapú vagy m gyanta mellett gyakran passziváló hatású pigmenteket (pl. cinktetraoxi-kromát) is tartalmaznak. Általában 10 – 30 µm-es rétegben kerülnek felhordásra.
Bár gyakran tartalmaznak passziváló hatású anyagokat, korrózió elleni véd hatásuk csekély, ezért szükség van megfelel vastagságú fed festékréteg alkalmazására is. Ennek feladata a jó korrózió-, id járás-, és vegyszerállóság biztosítása. A fed festékbevonat tömegét adó m gyanta gyakran nem tapad megfelel en (pl. az polárosságbeli különbségek miatt) az alapozó bevonathoz. Ilyenkor megfelel közbens festékréteg alkalmazásával kell biztosítani a tapadást. A teljes bevonatrendszer rétegvastagsága igénybevételt l függ en 40 – 150 µm lehet.
A festék/lakkréteggel való bevonatolás sajátosságai
Mint minden felületkezelési eljárás esetén, - festés és lakkozás során is els rend követelmény az oxid-, és zsírmentes felület biztosítása. Ez a már megismert módszerek valamelyikével biztosítható. A következ lépés a festékréteg(ek) felhordása a védend tárgy felületére. A felhordás különféle módszerekkel történhet. A legrégebbi módszer az ecsetelés. Rendkívül munkaigényes, azonban el nye hogy az ecsetelés során mechanikai bedörzsölés is történik, ez jó tapadást eredményez. Sokkal termelékenyebb módszer a festékszórás. A legels (és máig is alkalmazott) változatában a lakkot vagy festéket leveg vel apró cseppekre elporlasztva hordjuk fel a felületre. Termelékeny eljárás, azonban hígfolyós állapotú festék szükséges a m velethez, nagymennyiség oldószer és festékszemcse kerül a leveg be, jelent s környezetterhelést, illetve környezetszennyezést, és veszteséget okozva ezzel. Az oldószerterhelés jelent sen csökkenthet az un. leveg mentes, illetve nagynyomású szóróeljárások alkalmazásával. Ezek oldószerszegény technológiák, anyagtakarékos, környezetbarát eljárások, azonban a m szakilag igényesebb berendezéseket igényelnek. A környezeti veszélyesség csökkentése érdekében fejlesztették ki a vizes (mint oldószer) alapú diszperziós festékeket, korrózió-elleni véd képességük általában gyengébb mint a szerves oldószeres típusoké. El nyük, hogy korszer , termelékeny elektrosztatikus szóró és mártó eljárásokkal vihet k fel a felületre. Az egyes felhordási technológiák megfelel viszkozitású festék alkalmazását követelik meg. A viszkozitást illet en a festékek, lakkok, - a makromolekulás gyantakomponens jelenléte miatt, - a folyást illet en nem tekinthet k Newtoni folyadéknak (amelyeknél a folyási sebesség arányos az alkalmazott nyíróer vel). A viszkozitás mérése összehasonlító módszerrel történik, egy meghatározott alakú és térfogatú edényb l (ún. mér pohárból) meghatározott átmér j nyíláson át történ kifolyáshoz szükséges id vel jellemezzük.
Az egyes réteg felhordását követ en meghatározott ideig kell szárítani a bevonatot. A következ réteg felhordása általában csak meghatározott száradási állapot elérése után történhet. A száradási állapotot meghatározott száradási állapottal jellemezzük: 1. a felületre ejtett vattaszál fújással eltávolítható (porszáraz) 2. 20 g-os terhelés után a papír nem tapad a felületre 3. 200 g-os terhelés után a papír nem tapad a felületre 4. 2 kg-os terhelés után a papír nem tapad a felülethez, de a papír nyoma megmarad 5. 2 kg-os terhelés után a papír nem tapad a felülethez, és nem marad meg a nyoma 6. 20 kg-os terhelés után a papír nem tapad a felülethez, de a papír nyoma megmarad 7. 20 kg-os terhelés után a papír nem tapad a felülethez és a papír
A száradást illet en leggyorsabban a fizikai száradású festékek, lakkok pl. nitrocellulóz alapú gyanták) száradnak. Ezek száradási folyamat reverzibilis, azaz a festék vagy lakk oldószerével újra oldatba vihet k. Leglassabban a kémiai száradású festékek, lakkok száradnak (ezek általában természetes, vagy megfelel m gyantával módosított száradó olajok származékai). Száradásuk irreverzibilis, azaz, ha egyszer megszáradnak (kikeményednek) azután már nem oldhatók a festék oldószerével, oldószerkeverékével. Száradási folyamatuk tulajdonképpen a bennük lév telítetlen kötések oxidációját jelenti. A beéget s festékek/lakkok esetében ugyanez játszódik le, azonban a szobah mérsékletnél jóval magasabb (100 – 200 oC-on) h mérsékleten. A kétkomponens festékek, lakkok gyantakomponensei a száradási folyamat során térhálósodási reakciókkal tulajdonképpen egy végtelen 3 dimenziós gyantát hoznak létre, amely általában jó korrózióállóságot, jó vegyszerállóságot biztosít. A korrózióállóság és a vegyszerállóság tekintetében legjobban a kétkomponens és a beéget s festékek. A szerves bevonatok h állósága általában korlátozott, azonban szilikonm gyanta alkalmazásával a h állóság jelent sen, akár 500 oC-ig terjed en is növelhet . A megfelel esztétikai megjelenés érdekében az egyes rétegek felületi egyenetlenségeit tölt anyagok (kittek), és csiszolás segítségével megszüntetve sima, fényes megjelenés felület érhet el.
Korróziós vizsgálatok Amint az az eddig bemutatottakból látható, a korrózió egy bonyolult jelenség, rendkívül változatos formában jelentkezhet, és változatos körülmények között kell számolnunk megjelenésével. Ennek megfelel en a korrózióval kapcsolatos vizsgálatok is rendkívül széles területet ölelnek fel. Magukba foglalják: a korróziósebesség meghatározását, a korróziós jelenségek modellezését, az alkalmazott elektrokémiai védelmi módszerek vizsgálatát, az alkalmazni kívánt véd bevonatok vizsgálatait, a korrózió-elleni véd képesség vizsgálatát modellezéssel (klímakamrákban), kitéti vizsgálatokkal. A korrózió sebességének mérése történhet: a korrózió következében oxidálódott fémmennyiségének mérésével, a keletkezett korróziós termékek mennyiségének mérésével, a korróziós áram mérésével Ezeknek a körülményekt l, rendszert l függ en számtalan változata létezhet. A korróziós jelenség mechanizmusának megértéséhez szükség lehet a folyamat modellezésére. Ez lehet séget biztosít arra is hogy ellen rizzük, a kiválasztott szerkezeti anyag(ok) számításainknak megfelel en viselkednek-e. Az alkalmazott elektrokémia védelmi rendszerek vizsgálata a védelem hatékonyságának ellen rzését jelenti, magában foglalhatja a korróziósebesség, korróziós potenciál meghatározását.
Véd bevonatok vizsgálata
A hasonló funkciók miatt a vizsgálatok egy része hasonló, vagy azonos a különféle bevonatok esetében. Rétegvastagság: (sokféle módszer létezik) nedves rétegvastagság (festékeknél pl. ) tárcsás eszközzel; száraz rétegvastagság mérésére sok módszer létezik: mágneses, elektromágnese módszer (ferromágneses alapfémen nem ferromágneses fémes, nemfémes, szervetlen és szerves bevonat vizsgálatára), örvényáramú módszer (minden fémen nemvezet jelleg nemfémes és szerves bevonatok vizsgálatára) leoldásos (coulombmetriás, az oldatba-ment fém koncentrációjának mérésén alapuló, tömegváltozás mérésén alapuló) módszerek, mikroszkó-csiszolatos módszer, röntgen-abszorpciós, vagy ß-visszaszórásos elven alapuló roncsolásmentes módszer
Porozitás vizsgálata A porozitás a korrózió elleni véd bevonatok esetében az alapfémig lehatoló pórusok jelenlétét jelenti. Nagyon kevés pórusmentes bevonat létezik, ezért fontos az egységnyi felületen lév alapfémig lehatoló pórusok száma. Meghatározása kémiai módszerrel történhet. Vas alapfémen úgy történik a meghatározása, hogy híg savat (sósav, vagy ecetsav) és káliumhexacianoferrát(III)-t is tartalmazó oldattal átitatott sz r papírt szorítunk meghatározott ideig (pl. 1 perc) a vizsgálandó bevonat felületére. Ha van alapfémig lemen pórus, a sav lejutva oldja vas fémet. Az oldatba ment vas a káliumhexacianoferrát(III)-vel kék csapadékot (Berlini-kék csapadék) ad, azaz a pórus felett a sz r papíron egy kis kék folt jelenik meg. A pettyek száma felületegységenként megadja a porozitást.
3 Fe2+ + 2 K3Fe(CN)6 = Fe3[Fe(CN)6]2 + 6 K+ Tapadás vizsgálata Rácsvágó módszer (festékbevonatok vizsgálatára) Ezt a vizsgálatot megfelel befogóban rögzített borotvapengével végzik. A felületet egészen az alapig, egymástól 1 – 1 mm távolságra, párhuzamos egyenesekkel hossz-, és rá mer leges keresztirányban átvágják. Ha a felületet utána ujjal enyhén megdörzsölik, vagy megfelel ragasztószalaggal leragasztják, majd a ragasztószalagot letépik, a nem tapadó négyzet alakú filmrészecskék a felületr l leválnak. A visszamaradt részecskék viszonylagos mennyisége jellemz a tapadásra. Mindkét irányban 11 vágást végezve, 100, egyenként 1 mm2-es négyzet nyerhet , tehát a felületen tapadva maradó négyzetek száma közvetlenül százalékban adja meg a tapadás mértékét. A rácsvágó módszert megkönnyíti egy olyan eszköz, amely egyirányban egyszerre 11 egymástól 1 mm-re lév párhuzamos vágást végez.
