Koroze Samovolně probíhající nevratný proces postupného narušování a znehodnocování materiálů chemickými a fyzikálněchemickými vlivy prostředí
Korozní činitelé Vnitřní:
čistota kovu chemické složení způsob zpracování stav korodujícího povrchu
Vnější:
složení korozního prostředí parametry prostředí mechanické namáhání pohyb prostředí
Hodnocení koroze Kvalitativní:
Kvantitativní:
vzhled barva lesk apod.
změna váhy nebo rozměru vzorků určení hloubky průniku stanovení změn mechanických vlastností množství uvolněného nebo absorbovaného plynu změny elektrických vlastností
Rozdělení koroze •
typu napadení
•
charakteru korozního děje
•
korozního (reakčního) prostředí
•
rozhodujícího činitele majícího vliv na korozní napadení či děj
Korozní napadení A- rovnoměrné (1- původní povrch, 2- povrch po napadení),
B- nerovnoměrné, C- skvrnité, D- důlkové, E- bodové, F- podpovrchové, G-selektivní, I- mezikrystalové, J- transkrystalové, K-extrakční, L- korozní trhliny
Mezikrystalová koroze Korozivzdorné austenitické oceli
Náprava:
vylučování karbidů chromu po hranicích zrn - denudované pásmo (obsah Cr pod 12 %)
snížení obsahu uhlíku tepelné zpracování (rozpouštěcí žíhání) stabilizace (vazba uhlíku - Ti, Nb, Zr apod.)
Dle charakteru korozních dějů
chemická
charakteristika
nevodivé prostředí korozní produkty obvykle suché plyny s oxidačním nebo redukčním prostředím
elektrochemická
charakteristika
vodivé prostředí nemusí se vytvářet korozní produkty obvykle styk kovu s elektrolytem
Oxidační prostředí Pilling-Bedwordovo číslo rPB = V0/VMe
Kinetika reakce
Koroze redukčními plyny poškození dvojího druhu:
1-transport molekul H2, 2-disociace molekul H2, 3-transport atomů H,
vodíková koroze (tj. změna chemického složení materiálu, oduhličení event. vznik dutin)
vodíkové křehnutí (vyvolané vodíkem rozpuštěným v oceli)
4-difúze atomů H do povrchu, 5-difúze atomů H strukturou kovu
Elektrochemická koroze obě reakce spolu vázány Katodická redukce (redukce kyslíku nebo vylučování vodíku) spotřeba elektronů
Anodická oxidace (rozpouštění kovu) uvolňování elektronů
Standardní elektrodové potenciály některých kovů kov potenciál / V / Sodík - 2,71 Hořčík - 1,55 Hliník - 1,33 Zinek - 0,76 Chrom - 0,56 Železo - 0,44 Kadmium - 0,40 Kobalt - 0,29 Nikl - 0,23
kov potenciál /V/ Cín - 0,14 Olovo - 0,12 Vodík 0,00 Antimon + 0,20 Měď + 0,34 Stříbro + 0,80 Rtuť + 0,86 Zlato + 1,36
Polarizace a depolarizace Polarizace zpomalení pochodu koroze
anodická katodická
Depolarizace (odstraňování polarizace)
Pasivace Potenciometrická křivka pro korozivzdornou ocel (A - aktivní rozpouštění, B - oblast pasivity, c- oblast transpasivity)
Korozní odolnost
porovnání elektrochemické ušlechtilosti a korozní odolnosti
Korozní prostředí Koroze: atmosférická v kapalinách (vodách) v plynech v půdě
nejrozšířenější forma koroze elektrochemická koroze s kyslíkovou depolarizací základním faktorem stupeň ovlhčení znečištění atmosféry
Vliv ovlhčení I. – dvoufázový; II. - jednofázový
Atmosférická koroze Typ atmosféry
rychlost koroze
podmínky
Fe /mg.dm-2.d-1/ Neagresivní
0–5
Velmi mírná
10 – 30
Mírná
30 – 100
přímoří, město
Agresivní
100 – 150
tropy, průmyslové závody
Velmi agresivní
nad 150
poušť suchý venkov, trop. vnitrozemí
mořský příboj, chemický průmysl
Rozhodující vnější činitelé Koroze:
za napětí cizími proudy biologická vibrační
Dle druhu namáhání: korozní praskání korozní únava
Korozní praskání Např.
louhová křehkost praskání mosazí
Korozní únava Synergující účinek porušování pasivační vrstvy rychlost šíření trhliny dc/dt = C.KIn
Opotřebení Projev: odstraňování nebo přemisťování částic hmoty převážně mechanickým účinkem
•
mikroplastickou deformací
•
únavou povrchových vrstev
•
vznikem oxidů
•
změnou struktury
•
aktivací povrchových vrstev materiálu
Hodnocení opotřebení Otěr (opotřebení):
objemový W /m3.m-1/ lineární Wl /µm.m-1/ hmotnostní otěr Wm /g/
Tření
Třecí síla:
molekulární působení mechanické působení
kluzné /a/ valivé /b/
Tření s mazivem Stribeckovy křivky součinitele tření μ na rychlosti u Oblast tření: a - suché b - smíšené c - kapalinné
Druhy opotřebení
Adhezivní opotřebení
porušení mikrospojů dle Kregelského
Adhezivní opotřebení Objemový otěr W0 = K.N.L / 3.p0
Zadírání Pécletovo číslo Pe = u.d.ρ.cp / 4.λ
K - součinitel opotřebení
čisté povrchy (10-1 až 10-2) maziva (10-6 až 10-7)
N - zatížení L - délka dráhy p0 - tlak k plastické deformaci
u - rychlost d - délka ρ - hustota cp - měrné teplo λ - tepelná vodivost
Opotřebení ploch vačky
Abrazivní opotřebení Abrazivní částice: volné vázané Vliv: mechanické vlastnosti velikost tvar a úhel svírající s povrchem
Erozivní opotřebení Vliv: podmínky nárazu vlastnosti média a částic vlastnosti materiálu
Erozivní opotřebení lopatky tryskacího stroje
Kavitační opotřebení vznik a zánik bublin syté páry
Kontaktní únava cyklické namáhání iniciace v místě max. smykového namáhání pitting
Opotřebení valivých ploch ložiska
Vibrační opotřebení (třecí únava - vibrační koroze)
Kombinace:
nízká amplituda vysoká frekvence oxidační prostředí
adhezivního a abrazivního opotřebení oxidace kontaktní únavy
Porušování povlaků Šíření trhliny Odolnost povlaků: typ složení skokové rozhraní
Zatěžování povlaků koheze adheze - odlupování povlaků
