Koroze. Samovolně probíhající nevratný proces postupného narušování a znehodnocování materiálů chemickými a fyzikálněchemickými vlivy prostředí

Transkript

1 Koroze Samovolně probíhající nevratný proces postupného narušování a znehodnocování materiálů chemickými a fyzikálněchemickými vlivy prostředí

2 Korozní činitelé Vnitřní: čistota kovu chemické složení způsob zpracování stav korodujícího povrchu Vnější: složení korozního prostředí parametry prostředí mechanické namáhání pohyb prostředí

3 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

4 Rozdělení koroze typu napadení charakteru korozního děje korozního (reakčního) prostředí rozhodujícího činitele majícího vliv na korozní napadení či děj

5 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

6 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.)

7 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

8 Oxidační prostředí Pilling-Bedwordovo číslo rpb = V0/VMe Kinetika reakce

9 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

10 Elektrochemická koroze obě reakce spolu vázány Katodická redukce (redukce kyslíku nebo vylučování vodíku) spotřeba elektronů Anodická oxidace (rozpouštění kovu) uvolňování elektronů

11 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

12 Polarizace a depolarizace Polarizace zpomalení pochodu koroze anodická katodická Depolarizace (odstraňování polarizace)

13 Pasivace Potenciometrická křivka pro korozivzdornou ocel (A - aktivní rozpouštění, B - oblast pasivity, c- oblast transpasivity)

14 Korozní odolnost porovnání elektrochemické ušlechtilosti a korozní odolnosti

15 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

16 Vliv ovlhčení I. dvoufázový; II. - jednofázový

17 Atmosférická koroze Typ atmosféry rychlost koroze podmínky Fe /mg.dm-2.d-1/ Neagresivní 0 5 Velmi mírná Mírná přímoří, město Agresivní tropy, průmyslové závody Velmi agresivní nad 150 poušť suchý venkov, trop. vnitrozemí mořský příboj, chemický průmysl

18 Rozhodující vnější činitelé Koroze: za napětí cizími proudy biologická vibrační Dle druhu namáhání: korozní praskání korozní únava

19 Korozní praskání Např. louhová křehkost praskání mosazí

20 Korozní únava Synergující účinek porušování pasivační vrstvy rychlost šíření trhliny dc/dt = C.KIn

21 Opotřebení Projev: odstraňování nebo přemisťování částic hmoty převážně mechanickým účinkem mikroplastickou deformací únavou povrchových vrstev vznikem oxidů změnou struktury aktivací povrchových vrstev materiálu

22 Hodnocení opotřebení Otěr (opotřebení): objemový W /m3.m-1/ lineární Wl /µm.m-1/ hmotnostní otěr Wm /g/

23 Tření Třecí síla: molekulární působení mechanické působení kluzné /a/ valivé /b/

24 Tření s mazivem Stribeckovy křivky součinitele tření μ na rychlosti u Oblast tření: a - suché b - smíšené c - kapalinné

25 Druhy opotřebení

26 Adhezivní opotřebení porušení mikrospojů dle Kregelského

27 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

28 Opotřebení ploch vačky

29 Abrazivní opotřebení Abrazivní částice: volné vázané Vliv: mechanické vlastnosti velikost tvar a úhel svírající s povrchem

30 Erozivní opotřebení Vliv: podmínky nárazu vlastnosti média a částic vlastnosti materiálu

31 Erozivní opotřebení lopatky tryskacího stroje

32 Kavitační opotřebení vznik a zánik bublin syté páry

33 Kontaktní únava cyklické namáhání iniciace v místě max. smykového namáhání pitting

34 Opotřebení valivých ploch ložiska

35 Vibrační opotřebení (třecí únava - vibrační koroze) Kombinace: nízká amplituda vysoká frekvence oxidační prostředí adhezivního a abrazivního opotřebení oxidace kontaktní únavy

36 Porušování povlaků Šíření trhliny Odolnost povlaků: typ složení skokové rozhraní

37 Zatěžování povlaků koheze adheze - odlupování povlaků