Vplyv vnútorných a vonkajších faktorov na koróziu

Rýchlosť a charakter elektrochemickej korózie závisí na viacerých, súčasne pôsobiacich faktoroch.

Analýza pôsobiacich efektov a výber tých najdôležitejších napomáha správne zvoliť systém z hľadiska korózneho napadnutia:

• správny výber kovu pre dané prostredie

• voľba vhodnej protikoróznej ochrany

Vnútorne faktory elektrochemickej korózie kovov

• postavenie kovu v periodickej sústave prvkov

• mikroštruktúra materiálu

• stav povrchu materiálu

• vplyv mechanických napätí

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov

• neurčuje jednoznačne koróznu odolnosť kovu

• možno vypozorovať rad zákonitostí

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov – kovy I. a II. hlavnej skupiny

• veľmi reaktívne – v čistom stave sú v praxi nepoužiteľné

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov – kovy I. a II. vedľajšej skupiny

• vysoko stále, chemicky odolné v bežných prostrediach• termodynamická stálosť rastie s rastúcim atómovým

číslom

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov – kovy I. a II. vedľajšej skupiny

Kov hodnota E0 [V]

Au +1,498

Ag +0,799

Cu +0,337

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov

• najodolnejšie sú kovy s vyšším atómovým číslom v skupine VIII a IB

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov – kovy IV. až VIII skupiny

• najväčšia schopnosť pasivovať sa (veľmi dobra afinita ku kyslíku), schopnosť pasívácie začína už IIA skupine

Postavenie kovu v periodickej sústave prvkov – kovy IV. až VIII skupiny

• sklon k pasivácii a ku stálosti pasívnom stave klesá v tomto poradí:

Ti, Al, Cr, Be, Mo, Mg, Ni, Co, Fe, Mn, Zn, Cd, Sn, Pb, Cu• pasívne vrstvy kovov v hlavnej skupine (A) majú

elektródové potenciály o 300 až 1000 mV pozitívnejšie ako samotné kovy, zatiaľ čo vrstvy kovov vedľajších skupín (B) iba o 100 až 200 mV

• tieto vlastnosti nedefinujú koróznu odolnosť kovov v ktoromkoľvek prostredí

Mikroštruktúra materiálov

• rýchlosť rozpúšťania kovu je ovplyvňovaná:– usporiadaním na atomárnej úrovni (hustota, poruchy,

čistota)– prímesy vytvárajúce zlúčeniny katodického charakteru

zvyšujú rýchlosť korózie

Stav povrchu• významne ovplyvňuje koróziu hlavne v počiatočných štádiách

korózneho procesu a v menej agresívnych roztokoch• väčšia drsnosť povrchu umožňuje kapilárnu kondenzáciu

vodných pár, čím urýchľuje rýchlosť korózneho napadnutia• hrubé opracovanie zvyšuje veľkosť skutočného povrchu a

zvyšuje povrchovú energiu kovu• čerstvo opracované povrchy bez žiadneho reakčného produktu

sú veľmi reaktívne• leštenie povrchu kovu zvyšuje jeho koróznu odolnosť a uľahčuje

tvorbu rovnomernej pasívnej vrstvy

Mechanické napätie• znižuje termodynamickú odolnosť kovu – zvyšuje

vnútornú energiu kovu a tým aj jeho reaktivitu• ťahové napätie zväčšuje medziatómové priestory a

oslabuje väzby• porušuje celistvosť ochranných vrstiev na kove• konštantné ťahové mechanické napätie pri pôsobení

korózneho prostredia môže spôsobiť korózne praskanie• cyklické mechanické napätie s ťahovou zložkou

spôsobuje porušenie koróznou únavou

Vonkajšie faktory elektrochemickej korózie kovov

Činitele závislé na zložení korózneho prostredia a na podmienkach korózie

• pH prostredia

• zloženie prostredia

• teplota a tlak

• rýchlosť pohybu elektrolytu, vplyv ultrazvuku, žiarenia a pod.

Vplyv kyslosti prostredia

Kyslosť a zásaditosť má výrazný vplyv na:• potenciál depolarizačných reakcií• charakter koróznych produktov• rozpúšťanie koróznych produktov• možnosť vytvárania a stabilitu ochrannej pasívnej vrstvy na povrchu

Existujú 4 spôsoby vplyvu kyslosti prostredia na rýchlosť korózie.

Vplyv kyslosti prostredia

1.Kovy termodynamicky stále (ušľachtilé kovy), ktorých koróznu rýchlosť pH neovplyvňuje (Pt, Au, Os)

Vplyv kyslosti prostredia2.Kovy neodolné v kyslých prostrediach, ktorých korózne produkty sú nerozpustné v zásaditej oblasti (Ni, Fe, Cd, Cr, Hg)

Vplyv kyslosti prostredia3.Kovy neodolné v zásaditých prostrediach, ktorých korózne produkty sú nerozpustné v kyslej oblasti (Ta, Mo, W)

Vplyv kyslosti prostredia4.Kovy, ktorých korózne produkty sú nerozpustné v oblasti blízkej neutrálnemu pH (Zn, Al, Ti, Sn, Pb, Cu)

Vplyv zloženia prostrediaÚčinok obsahu aniónov a katiónov v roztokuje daný:• ich vzájomným pôsobením• vzťahom ku kovu• charakterom produktu pri ich reakcii s kovom

Obsah solí zvyšuje chemickú aktivitu prostredia a vodivosť prostredia – zvyšuje sa korózna rýchlosť.

V prípade kyslíkovej depolarizácie korózna rýchlosť rastie až do určitého maxima. Zvýšenie obsahu solí spôsobí zníženie rozpustnosti kyslíka a zabrzdenie katodickej reakcie

Vplyv zloženia prostredia

vplyv obsahu solí na rýchlosť korózie ocele, 20°C, 100 hod.

Vplyv zloženia prostredia

vplyv prístupu vzduchu na rýchlosť korózie ocele v 0,1% NaCl

1 – za prístupu vzduchu

2 – v atmosfére dusíka

Vplyv teploty

• zvyšovanie teploty urýchľuje exponenciálne rýchlosť chemických reakcií a taktiež rýchlosť transportných dejov (difúzia, migrácia)

• rast teploty má na niektoré deje opačný vplyv – napr. rozpustnosť kyslíka v elektrolyte, čo sa môže prejaviť v odklone od očakávaného priebehu

• v systémoch, kde je hlavným depolarizátorom kyslík, môže dôjsť ku poklesu rýchlosti korózie

• vzrast teploty naopak aktivizuje pôsobenie napr. chloridov, čo rýchlosť korózie zvýši

Vplyv teploty

rýchlosť korózie ocele v závislosti od teploty

1 – uzavretý systém

2 – pri atmosferickom tlaku

Vplyv teploty

rýchlosť korózie zinku vo vode v závislosti od teploty