Koroze materiálů
nežádoucí fyzikálně-chemická interakce materiálu a prostředí, která vede: ke ztrátě užitných vlastností materiálu, k poškození prostředí.
1
Degradace materiálů • Plastická deformace • Lom • Únava • Tečení • Opotřebení • Poškození zářením • Poškození teplotou (chemický rozklad, hoření, tavení) • Poškození změnami teploty • Poškození živými organizmy • Koroze
2
Užitné vlastnosti materiálů • • • •
Pevnost (v tahu, v tlaku, únavová) Pružnost Tvrdost Houževnatost
• • • • • • • •
Elektrická vodivost Tepelná vodivost Magnetické vlastnosti Biologické vlastnosti Průhlednost Odrazivost Vzhled ……… 3
Konstrukční materiály • • • • • • • •
Kovy a slitiny Plasty a pryže Přírodní polymery (dřevo, useň, papír…………..) Sklo Keramika Beton a pojiva Kámen Kompozity
4
corrodere
hlodat, rozežírat, rozrušovat
„Neskládejte sobě pokladů na zemi, kdež mol a rez kazí, a kdež zloději vykopávají a kradou“. (Evangelium Sv. Matouše 6,19, Bible Kralická)
5
V průmyslově vyspělých státech dosahují korozní ztráty 4 až 6 % hrubého domácího produktu.
V České republice to znamená, že korozí kovů přicházíme ročně asi o
130 miliard Kč *
(minimálně 50x více než škody způsobené požáry**)
ČR (v roce 2006): * HDP 3220 mld. Kč ** Přímé škody požáry 1,9 mld. Kč 6
S využitím současných poznatků, lze v průmyslově vyspělých státech předejít minimálně 25% celkových nákladů spojených s korozními ztrátami. V České republice je to minimálně 30 miliard Kč ročně.
7
Na korozních ztrátách se podílí: Pořizovací náklady • • • • • •
na náhradu stávajícího zařízení nebo budovy, na záložní zařízení, na systém protikorozní ochrany, na korozní přídavky, na speciální zpracovatelské postupy, na zbytečně předimenzované zařízení.
Provozní náklady
• na systém protikorozní ochrany • na omezeni produktivity dané korozními hledisky, ztráta účinnosti, • na údržbu a opravy vlastního zařízení nebo systému protikorozní ochrany.
Doprovodné náklady • • • • • •
ztráta produkce, pokles kvality produktu, pojištění, na vědu a výzkum, na ekologické a zdravotní škody, ztráty trhu. 8
Procesy, které mají stejný mechanizmus, ale nelze je označit jako koroze kovů
Padesát příkladů žádoucí „koroze kovů“ Výroba a rafinace • • • • •
Elektrolytická rafinace mědi, niklu a stříbra, kdy surový kov je anodou. Cementace kovů (koroze Fe - vylučování Cu) (Cu - Ag, Zn - Au). Karbonylový způsob rafinace niklu (+CO). Kyanidování při výrobě stříbra a zlata. Odstraňování cínu z plechovek při recyklaci
9
Povrchové úpravy • Rozpouštění anod (Cu, Ni, Zn) při galvanickém pokovování. • Anodická oxidace hliníku (eloxování). • Příprava konverzních povlaků (fosfatizace, černění, chromátování). • Vznik patiny • Chemické barvení kovů. • Elektrolytické leštění kovů. • Příprava povrchu pro lepení kovů. • Leptání výbrusů v metalografii.
10
Zdroje proudu • Rozpouštění kovové anody v primárních článcích. • Oxidace anody při vybíjení v sekundárních článcích (akumulátorech). • Rozpouštění obětované anody při katodické protikorozní ochraně. Chemická výroba • Výroba čistých sloučenin kovů jejich oxidací. • Výroba vodíku v laboratoři rozpouštením zinku. • Příprava klempířské kyseliny rozpouštěním zinku v kyselině chlorovodíkové.
11
Časovací zařízení • Samovolná deaktivace námořních min. • Tiché a jednoduché časovací zařízení (kovový drát - kyselina) pro teroristy. • Odpadnutí značkovacího obojku pro lokalizaci zvířat v přírodě, po vybití baterií. Ekologie • Čištění kontaminovaných vod redukcí chlorovaných uhlovodíků na korodujícím Fe • Postupná samovolná likvidace kovového odpadu v přírodě korozí. • Čištění vod znečištěných měďnatými ionty cementací na železném šrotu.
12
Různé • Odstraňování kyslíku z vnitřku obalu s potravinami. • Odlehčování karoserií automobilů odleptáním v kyselině při výrobě speciálů. • Leptání kovových desek pro tisk, výroba cedulí. • Elektrolytické obrábění. • Ostření tupých rašplí v kyselině podle starých receptů. • Dávkování inhibitoru pro mosaz při katodické ochraně rozpouštěním železných (hliníkových) anod (Guldager). • Leptání plošných spojů. Pro zlomyslné • Koroze sousedova auta nebo okapu
13
Korozí způsobené havárie
14
Berlínská kongresová hala 1980
15
Minnesota bridge 2007
16
Korozní únavové porušení trupu Boeingu 737, Aloha airlines, 1988, flight 243
17
Korozní porušení plynovodů
18
Koroze ničící konstrukce
19
Koroze v atmosférických podmínkách
20
Koroze v betonu
21
Koroze hyzdící životní prostředí
22
Koroze znečišťující prostředí
23
Koroze poškozující památky
24
Koroze omezující funkčnost
25
Některé případy nekvalitní protikorozní ochrany povlaky a její špatné údržby mohou být i velmi nebezpečné. 26
Koroze poškozující informační systémy
27
Druhy koroze
• •
Plošná („rovnoměrná“) koroze Nerovnoměrná koroze
28
Bodová koroze
Štěrbinová koroze
Selektivní koroze
Korozní praskání
Mezikrystalová koroze
Poškození vodíkem
Článek s diferenční aerací Strukturně vyvolaná lokalizovaná koroze
Erozní koroze 29
Koroze ve vodných elektrolytech Koroze v taveninách Koroze v plynech za zvýšených teplot
30
31
Povlaky
32
Volba materiálu
33
34
Využití koroze pro umělecké účely
35
36
Korozní pověry
„Nerezavějící“ sloup v Indii v Dillí svářkové železo délka 7,2m, hmotnost asi 6 tun, stáří asi 1600 let.
37
Der Eiserne Mann v Německu u Bonnu šedá litina, délka 2,18 m, hmotnost asi 360 kg, stáří asi 380 let
38
KOROZE MATERIÁLŮ Termodynamické a kinetické předpoklady koroze kovů.
39
Korozní odolnost kovu v elektrolytu je ovlivňována: • ušlechtilostí kovu • pasivovatelností kovu • heterogenitou v korozním systému (primární, sekundární) Základem koroze kovů v elektrolytech jsou elektrochemické přeměny.
40
Ušlechtilost základní informací o stabilitě kovu ve vodném elektrolytu je řada standardních elektrodových potenciálů • kov je v rovnováze se svými rozpustnými korozními produkty (jedinou redukční reakcí je zpĕtné vylučování kovu),
• jedinou kompexotvornou látkou je voda.
neušlechtilé kovy
ušlechtilé kovy
41
42
Diagramy potenciál – pH
Marcel Pourbaix
43
Termodynamické předpoklady koroze kovů Vyjadřují diagramy potenciál – pH (termodynamická spekulace v systému kov – voda) voda je stabilní jen v určitém pásu hodnot potenciálů v závislosti na pH, jednotlivá korozní prostředí vnucují kovu potenciálové (oxidační) podmínky při daném pH.
44
Diagramy potenciál – pH zohledňují vedle podmínek stability vlastního kovu................... (oblast imunity) i podmínky stability jeho málo rozpustných produktů ............... (oblast pasivity) koroze je vymezena podmínkami pro stabilitu rozpustných iontů kovu (aktivita) ušlechtilé kovy
Au
Pt
Cu 45
Diagramy potenciál – pH neušlechtilé kovy
Ni
Fe
Cr
Ta
Al
Ti
46
Příčina korozní odolnosti dvou obecně nejodolnějších kovů imunita
zlato
pasivita
tantal
47
Cu -voda
Cu – voda - amoniak
Cu – voda - sírany
48
Kinetické předpoklady anodického rozpouštění kovů Rovnovážný potenciál je termodynamická veličina, která má kinetickou podstatu:
G zFEr
.z.F 1 .z.F j j0 exp exp R.T R.T
přepĕtí
Ej Er Anoda je elektroda na které převládá oxidace Katoda je elektroda na které převládá redukce 49
Dílčí proud vyjadřuje rychlost elektrochemické přeměny podle Faradayových zákonů elektrolýzy
m
M .I z.F
m M I z F
hmotnost, čas, (zlomek m/ je rychlost reakce), molární hmotnost, procházející proud, počet vyměněných elektronů při elektrochemické přeměně, Faradayova konstanta 96487C/mol
50
Elektrochemická teorie koroze v elektrolytech vychází z představ smíšeného potenciálu • Kov vytváří ionty anodickou oxidací. • Složky elektrolytu spotřebovávají uvolněné elektrony vlastní redukcí.
Samovolný korozní potenciál se ustavuje tam, kde rychlost oxidace kovu je rovna rychlosti redukce složek prostředí 51
Anodická reakce (M = Mn+ + ne-) elektrochemická oxidace kovu
Probíhá v nĕkolika krocích za vzniku nestabilních meziproduktů hydroxidový mechanizmus
chloridový mechanizmus
M H 2 O MOH ad H e
M Cl MCl ad e
MOH ad MOH aq e
MCl ad MCl aq e
2 MOH aq M aq OH
2 MCl aq M aq Cl
hydroxidový mechanizmus může vést k pasivaci
MOH ad H 2 O M OH 2 H e
52
Katodická reakce (Ox + ne- = Red)
jakákoli redukce složek prostředí, která může probíhat při stejných potenciálech jako oxidace kovu
Vylučování vodíku v kyselém, resp. neutrálním a alkalickém prostředí 2H++ 2e- = H2 H2O+ 2e- = H2 +2OHRedukce kyslíku v kyselém resp. neutrálním prostředí
½O2+ 2H++ 2e- = H2O ½O2+ H2O+ 2e- = 2OH
-
Při malém množství elektroaktivní látky dochází k transportnímu řízení – limitní proudová hustota Korozní děje nemají jen elektrochemickou povahu, ale jsou provázeny dalšími chemickými (hydrolýza,…) a fyzikálními procesy (migrace, difúze, konvekce, ….).
53
Rychlost redukce složek prostředí (katodická reakce) je silně závislá na druhu elektrody (elektricky vodivé fáze)
Řádové hodnoty výměnné proudové hustoty reakce H+ + e-= 1/2 H2 na různých kovech v kyselém prostředí při teplotě 20oC kov
Pt
Fe
Ni
Cu
Sn
Al
Zn
Pb
j0 /Am-2
101
10-2
10-2
10-3
10-4
10-6
10-6
10-9
54
Pasivita kovů Aktivní anodická oxidace kovu je brzděna přítomností nerozpustného korozního produktu, který potlačuje korozi – samovolné povlakování
Pasivace je velmi stará nanotechnologie, na které je založena korozní odolnost většiny technických kovů. 55
Pasivita kovů Nejčastěji vzniká velmi tenká vrstva oxidu (hydroxidu) (asi 10 nm) s vlastnostmi bipolární membrány.
Příčinou samovolné pasivace většiny technických kovů jsou oxidační účinky prostředí za vzniku vrstvy oxidového typu Poruchy pasivity vedou ke vzniku nerovnoměrných forem koroze
56
Pasivita kovů Aktivní anodická oxidace kovu je brzděna přítomností nerozpustného korozního produktu, který potlačuje korozi – samovolné povlakování
Pasivace je velmi stará nanotechnologie, na které je založena korozní odolnost většiny technických kovů. 57
Pasivita kovů Nejčastěji vzniká velmi tenká vrstva oxidu (hydroxidu) (asi 10 nm) s vlastnostmi bipolární membrány.
Příčinou samovolné pasivace většiny technických kovů jsou oxidační účinky prostředí za vzniku vrstvy oxidového typu Poruchy pasivity vedou ke vzniku nerovnoměrných forem koroze
58
Vliv korozního systému na pasivační charakteristiky vliv složení elektrolytu
vliv složení slitiny
vliv teploty a proudĕní
59
Podle míry oxidační schopnosti prostředí a schopnosti kovu pasivovat se mohou nastat čtyři základní typy chování pasivovatelného kovu
Typ I
Typ III
Typ II
Typ IV
60
Koroze v aktivním nebo pasivním stavu (může probíhat na tomtéž povrchu současně)
Nerovnoměrná koroze v aktivním stavu
Při korozi v aktivní stavu nebývají většinou nerovnoměrné formy koroze omezujícím faktorem použití kovu. Důležitá je aktivace pasivního kovu. 61
Heterogenita v korozním systému vede ke vzniku galvanických článků • heterogenita ve složení nebo struktuře kovu vede ke vzniku galvanických bimetalických korozních článků • chemická a fyzikální heterogenita elektrolytu vede ke vzniku galvanických koncentračních korozních článků korozní článek: • dvĕ elektrody (anoda + katoda) • elektrolytický spoj elektrod • elektrický spoj elektrod
Činnost korozního článku doprovázejí koncentrační změny způsobené migrací (transport iontů v elektrickém poli – požadavek elektroneutrality)
a hydrolýzou
(rozklad vody působením iontů kovu např. Fe3+ + H2O = Fe(OH)3 + H+ ). 62
Články jsou součástí korozních dějů ve většině případů Mikročlánky vedou většinou k rovnoměrnému
nerovnoměrnému napadení a důsledkem je plošná koroze.
Makročlánky vedou k nerovnoměrnému napadení.
63
Typu makročlánku: • galvanický
alespoň dva elektricky vodivé materiály (jeden kovový) v tomtéž elektrolytu (koroze galvanická, bimetalická)
• aktivní - pasivní
jeden kovový materiál v tomtéž elektrolytu za podmínek, která jsou hraniční pro jeho pasivovatelnost (koroze bodová, štěrbinová)
• „koncentrační“
jeden kovový materiál v elektrolytu s gradientem podmínek (články s různým ovzdušněním, termogalvanické články)
• elektrolytický
jeden kovový materiál v tomtéž elektrolytu za průchodu proudu (koroze bludnými proudy, koroze střídavým proudem)
Za podmínek omezené konvekce (míchání) vznikají činností všech článků okludované roztoky. Nejvážnějším důsledkem je lokální aktivace původně pasivního kovu. 64 AKI 2005 Prachatice
Korozní poškození olověného pláště silového kabelu bludným proudem v půdních podmínkách 65
Bimetalický článek
nejčastĕji při spojení dvou různých kovů
Spojením vzroste koroze anody a klesne koroze katody, koroze anody je vždy větší než koroze anody 66
Koroze působením článků - Galvanická koroze
železné nýty
Článek měď - železo
67
Urychlení koroze železného šroubu v místě průchodu měděným pláštěm sochy Jiřího z Poděbrad
68
Korozní paradox: Železo koroduje v běžné vodě tím rychleji, čím snadnější je přístup vzdušného kyslíku k jeho povrchu, ale v článku s různým ovzdušněním za omezené konvekce koroduje rychleji železný povrch, ke kterému je přístup vzduchu obtížnější.
69
Koroze působením článků - Koroze v důsledku koncentračních článků
nejčastěji se jedná o články s různým ovzdušněním (diferenční aerací).
70
Primární heterogenita v přístupu kyslíku, vyvolává za podmínek omezené konvekce sekundární změny ve složení korozního prostředí (vznikají okludované roztoky). • V blízkosti anody klesá pH hydrolýzou a vzrůstá koncentrace chloridů migrací. • V blízkosti katody vzrůstá pH v důsledku redukce kyslíku a klesá koncentrace chloridů migrací. Sekundární změny chemického složení vedou k aktivaci (nebo zesílení anodického rozpouštění) anodického povrchu a pasivaci katodického. Okludované roztoky s uplatňují při: • korozi s diferenční aerací, • štěrbinové a bodové korozi, • praskání vyvolaném prostředím, • selektivní korozi……. 71
Druhy koroze
• •
Plošná („rovnoměrná“) koroze Nerovnoměrná koroze
72
Pro třídění významných korozních projevů v elektrolytech je používáno dělení na devět druhů
Koroze plošná, celková („rovnoměrná“) Koroze působením makročlánků Koroze štěrbinová Koroze bodová Koroze mezikrystalová Koroze selektivní Prostředím vyvolané praskání Erozní koroze Poškození vodíkem
73
Koroze působením makročlánků Koroze v důsledku bimetalického článku
Koroze v důsledku koncentračních článků nejčastěji se jedná o články s různým ovzdušněním.
74 Košice 2006
Štěrbinová koroze
Příčina: vznik okludovaného roztoku.
koroze pod úsadami, pod těsněním, filigránská (nitková) koroze.
75
Koroze ve štěrbině bývá urychlována také změnou prostředí, která není vyvolána činností článku: • rozpouštěním složek těsnícího materiálu, • zakoncentrováním nebo zředěním elektrolytu, • zadržováním elektrolytu, • zvýšenou teplotou.
76
Bodová koroze
Příčina: lokální aktivace pasivního kovu a vznik článku aktivní – pasivní.
77
Mezikrystalová koroze
Koroze po vrstvách duralu Příčina: galvanický článek
Mezikrystalová koroze korozivzdorné oceli
Nožová koroze
Příčina: rozdíly v pasivovatelnosti 78
Selektivní koroze
Odzinkování Příčina: konkurence hydroxidového a chloridového mechanizmu anodického rozpouštění
79
Selektivní koroze
Grafitická koroze (spongióza) Příčina: Galvanický článek železo - grafit 80
Praskání vyvolané prostředím (EIC)
Korozní praskání Korozní únava Praskání indukované vodíkem
Současné působení tahového namáhání a chemických účinků
81
Srovnání druhů praskání vyvolaného prostředím korozní praskání
korozní únava
zatížení
statické tahové
cyklické s tahovou složkou
statické tahové
korozní prostředí
specifické
jakékoli
jakékoli
čistý kov
velmi odolný
náchylný
náchylný
morfologie trhliny
lomová plocha
TG, IG větvené čelo ostré štěpné plochy
TG nevětvené čelo tupé striační pásy
vodíkem indukované praskání
TG, IG nevětvené čelo ostré, štěpné plochy
TG ...transktrystalické IG ... interkrystalické
82
Korozní praskání
Transkrystalový průběh (TG)
Mezikrystalový průběh (IG)
Korozní únava
83
Erozní koroze
84
Příčina vzniku erozní koroze v proudící kapalině
85
86
Erozní koroze (tribokoroze) • Nárazová koroze (impingement) • Kavitační koroze • Vibrační koroze, koroze třením
Příčina – mechanické poškozování pasivní vrstvy
87
Poškození vodíkem Vodíkové puchýře
Poškození vodíkem nevyžaduje, narozdíl od EIC, současný účinek tahového namáhání a prostředí. Vodíková křehkost
88
Mechanizmus vzniku vodíkových puchýřů
Příčina: zachytávání atomárního vodíku ve vodíkových pastích
89
Atmosférická koroze
Agresivitu atmosféry pro kovové materiály hlavně ovlivňuje: o
Doba po kterou je relativní vlhkost >70%
o
Koncentrace oxidu siřičitého (SO2)
o
Přítomnost chloridů na kovovém povrchu
90
1991
1991
Pokles znečištění atmosféry v důsledku odsíření elektráren a plynofikace zdrojů tepla
1998
Roční průměrné koncentrace SO2 v µg m-3 na území České republiky v síti 10 x 10 km (převzato: Zapletal M. a kol., Ekotoxa, Opava, 2000)
1998
91
2000
92
93
V současnosti je v České republice agresivita vnější atmosféry třídy C3 (podle ISO 9223) Pro třídu C3 jsou korozní rychlosti podle ISO 9224 (m za rok) Ocel Měď Zinek Hliník
< 10 < 2 < 2 < 0,2
94
Korozní produkty
Železo
FeOOH
Měď
Cu2O, CuSO4. 2 až 3 Cu(OH)2
Zinek
Zn(OH)2 . ZnSO4
Hliník
Al2O3
Olovo
PbO, PbSO4
95
Vliv spojení kovových materiálů na korozi v atmosféře (svisle je kov spojením ovlivňovaný - vodorovně ovlivňující) Zelená – korozní ovlivnění je zanedbatelné (kombinace kovů nemá vliv) Žlutá – koroze je spojením mírně zvýšena (kombinace kovů je přijatelná) Červená – korozní ovlivnění je velké (kombinace kovů se nedoporučuje)
Ocel
Nerez
Měď a slitiny
Hliník
Zinek
Olovo a pájky
Zlato
Ocel Nerez Měď a slitiny Hliník Zinek Olovo a pájky Zlato
96
Přijatelné pořadí kovů z hlediska vlivu korozních produktů Zinek Hliník Uhlíková ocel Olovo Měď Korozivzdorná ocel Titan
tok srážkové vody
97
Příčinou zvýšeného korozního poškození kovu v atmosférických podmínkách může být: o nekvalitní povlak (na oceli) o volba kovového materiálu nevhodného pro danou aplikaci (Zn)
o nevhodné konstrukční řešení zadržování vlhkosti a nečistot
spojení s ušlechtilejším kovem – galvanický článek styk s korozními produkty ušlechtilejšího kovu
98
Korozní poškození "titanzinkového" plechu na parapetu obytné budovy po dvou letech (Praha – Butovice)
99
100
101
102
103
104
„Nerezavějící“ sloup v Dillí
105
Zásady pro racionální protikorozní ochranu: • Ocel s kvalitní povrchovou úpravou • Volba vhodného kovu pro dané podmínky • Dodržení konstrukčních zásad • Eliminace vlivu bimetalických článků • Eliminace vlivu korozních produktů • Omezení doby styku kovu s elektrolytem Drenáže Kvalitní spoje
106
Koroze ve vodách
107
Koroze chladicí kapalinou
108
Koroze v půdě
109
Koroze v betonu
Hlavní složky prostředí, ovlivňující korozní odolnost výztuže betonu
110
111
112
113
Koroze v lidském těle
114
115
Protikorozní ochrana
116
117
118
Protikorozní ochrana volbou materiálu
obvykle se jedná o náhradu uhlíkové oceli
• Nízkolegované oceli • Korozivzdorné oceli • Niklové slitiny • Titan • Měď a slitiny • Hliník a slitiny • Olovo • Zinek
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
„titanzinek“
134
Protikorozní ochrana povlaky 70% organické 20% kovové 10% ostatní
135
Povlaky organické
136
137
138
139
140
141
Protikorozní ochrana úpravou prostředí • • •
Změna fyzikálních podmínek Destimulace Inhibice
142
Inhibitory koroze kovů užívané při některých průmyslových aplikacích Prostředí
Příklady inhibitorů
VODY Pitná voda
CaCO3 , křemičitany, polyfosforečnany, zinkové soli
Recirkulující chladicí voda
Dusičnany, fosforečnan vápenatý, křemičitany
Chladicí kapaliny do automobilů
dusičnany, dusitany, benzoáty, boritany, fosforečnany, benztriazen, merkaptobenzothiazol sodný
Parní kondenzáty
morfolin, cyklohexamin, benzylamin, alifatické aminy s dlouhým řetězcem jako octadecylamin
MOŘÍCÍ LÁZNĚ Kyselina sírová
fenylthiomočovina, di-orto-tolyl-thiomočovina, tolylthioly sulfidy
Kyselina chlorovodíková
pyridin, chinolin, aminy, decylamin, fenylthiomočovina, dibenzylsulfoxidy
RAFINACE ROPY A PRODUKTŮ Primární a sekundární regenerace
Imidazoliny, různé aminy zahrnující primární aminy, diaminy, amido-aminy, oxyetylaminy, alkylpyridiny, kvarterní aminy
143
Elektrochemické protikorozní ochrany
Katodická ochrana Anodická ochrana Ochrana proti bludným proudům
144
Ochranný účinek polarizace na železe může být teoreticky založen na třech způsobech snížení rychlosti anodického rozpouštění: • nulová korozní rychlost v oblasti imunity, • malá korozní rychlost v oblasti aktivity, • malá korozní rychlost v oblasti pasivity.
Požadované snížení korozní rychlosti železa v půdním elektrolytu je minimálně o jeden řád tj. z řádu 10-1 mm za rok na méně než 10-2 mm za rok
145
Hlavní reakce na katodicky chráněném ocelovém povrchu v neutrálním a alkalickém vodném prostředí • redukce kyslíku ½O2 + H2O + 2e- = 2OH-
alkalizace
Při „přechránění“:
• redukce vody 2H2O + 2e- = 2H + 2OHH + H = H2
alkalizace a vylučování vodíku vznik molekuly vodíku
146
Doprovodné chemické procesy v blízkosti chráněného povrchu • přeměna hydrogenuhličitanů na uhličitany • vylučování nerozpustných sloučenin (CaCO3 a Mg(OH)2 ) • polymerizace složek půdy (vznik geopolymerů)
Transportní procesy u chráněného povrchu • konvekce (míchání) je v půdě a pod úsadami zanedbatelné,
• difuze je omezována inertními složkami půdy, • migrace (pohyb iontů v elektricém poli) mění složení katolytu – vzniká roztok NaOH resp. KOH 147
Fe = Fe2++ 2e-
½O2 + H2O + 2e- = 2OH2H2O + 2e- = H2 + 2OH-
Klasické kvalitativní vysvětlení principu katodické ochrany.
148
změna v důsledku alkalizace
Vysvětlení principu katodické ochrany vlivem katodické pasivace.
149
Nejčastějším objektem s katodickou protikorozní ochranou je v Česku ocelové liniové úložné zařízení, chráněné z vnějšího zdroje proudu. Primární protikorozní ochrana je elektricky nevodivý povlak. Katodická ochrana je doplňkové protikorozní opatření, které působí v místech porušeného povlaku.
150
151
Kiosk katodické ochrany
152
Koroze železobetonových staveb
153
154
155
Hořčík, zinek, hliník
Katodická ochrana obětovanou anodou 156
157
158
159
Obětovaná anoda 160
Obětovaná anoda pro ochranu v mořské vodě
161
Anodická ochrana
162
163
164
Anodická ochrana
Systém anodické ochrany
165
Regulační prvky systému anodické ochrany
Průmyslové potenciostaty (hlavní a záložní zdroj)
Referentní elektrody pro anodickou ochranu • Hg/Hg2SO4/H2SO4 •(Hg/HgO/NaOH)
166
Výměníky z korozivzdorné oceli s anodickou ochranou
pro chlazení 93 až 99 hm.% H2SO4
75 až 78 hm.% H2SO4
167
Zásobníky z uhlíkové oceli s anodickou ochranou
48% NaOH (zabránění koroznímu praskání)
93% H2SO4 (zajištění čistoty produktu)
NH4NO3+močovina +voda (korozní rychlost) 168
Koroze bludnými proudy
Ochrana drenážemi 169
Protikorozní ochrana konstrukčními úpravami
170
171
172
173
174
175
Korozní monitoring
176
Snímač pro korozní monitoring v atmosféře
177
Zařízení pro korozní monitoring v půdě a vodách 178
Snímač pro korozní monitoring v betonu AKI 2006
179
Sondy pro korozní monitoring v chemickém zařízení 180
Korozní informace • • • •
Korozní sborníky Korozní databáze Korozní zkoušky Korozní literatura
181
