Фактори који утичу на корозију метала
Корозија је процес пропадања који се јавља у металу услед хемијске реакције између метала и његове околине. Корозија може довести до деградације материјала, смањеног структурног интегритета и отказа материјала. У овом чланку ћемо размотрити различите факторе који утичу на корозију метала и како ови фактори доприносе убрзавању или успоравању процеса корозије.
1. Хемијски састав метала
Хемијски састав метала је један од главних фактора који утичу на брзину корозије. Чисти метали су обично мање отпорни на корозију од металних легура. На пример, нерђајући челик има већу отпорност на корозију јер садржи хром, који на својој површини формира заштитни оксидни слој. Поред хрома, често се додају елементи попут никла и молибдена како би се побољшала отпорност на корозију.
2. Стање површине
Стање металне површине такође игра значајну улогу у процесу корозије. Грубе или порозне површине имају тенденцију да кородирају брже од глатких и равних површина. Процеси полирања и премазивања могу помоћи у смањењу брзине корозије затварањем пора и заглађивањем металне површине, што отежава напад корозивних средина.
3. Животна средина
а. Састав раствора
Окружење метала у великој мери утиче на брзину корозије. Присуство одређених јона, као што су хлорид, сулфат и нитрат у раствору, може повећати брзину корозије. Хлорид, на пример, је веома корозиван за нерђајући челик јер јони хлорида могу продрети у заштитни слој хром оксида, узрокујући тачкасту корозију.
б. pH
pH вредност раствора такође игра значајну улогу. Киселе средине (низак pH) имају тенденцију да убрзају корозију, посебно код метала попут гвожђа и челика. У међувремену, алкалне средине (висок pH) могу бити мање корозивне, али нису потпуно без ризика од корозије, посебно ако су одређени јони присутни у раствору.
ц. Температура
Температура околине такође утиче на брзину корозије. Генерално, брзине хемијских реакција расту са температуром, тако да корозија има тенденцију да буде бржа на вишим температурама. Међутим, постоји ограничење колико високе температуре могу изазвати промене у микроструктури метала, утичући на његову отпорност на корозију.
4. Електрохемијски фактори
а. Потенцијал електроде
Сваки метал има другачији стандардни електродни потенцијал. Метали који лакше оксидирају (они са нижим електродним потенцијалима) су подложнији корозији. На пример, гвожђе има нижи електродни потенцијал од злата, што га чини подложнијим корозији.
б. Галванска корозија
Галванска корозија настаје када два метала са различитим електродним потенцијалима дођу у контакт и потопе се у раствор електролита. Метал са нижим електродним потенцијалом делује као анода и брже кородира, док метал са вишим електродним потенцијалом делује као катода и заштићен је од корозије.
5. Механичко напрезање
Механичко напрезање метала може утицати на његову подложност корозији. Ова појава је позната као пуцање услед корозије под напоном (SCC). SCC настаје када је метал изложен напрезању у одређеним корозивним срединама, што може довести до стварања пукотина и накнадног квара. На пример, нерђајући челик може доживети SCC у срединама које садрже хлориде када је изложен напрезању.
6. Заштитна фолија
Неки метали могу формирати заштитни оксидни филм који ограничава брзину корозије. Овај филм се обично формира када метал реагује са атмосферским кисеоником или другим компонентама у околини. На пример, алуминијум формира веома стабилан слој алуминијум оксида који штити метал од даље корозије. Међутим, под одређеним условима, овај заштитни филм може бити оштећен или се не може правилно формирати, остављајући метал подложним корозији.
7. Микроорганизми
Одређени микроорганизми могу утицати на корозију метала кроз процес познат као микробиолошки утицана корозија (МИК). Бактерије, алге и гљивице могу формирати биофилмове на металним површинама, узрокујући разлике у концентрацији кисеоника или производећи корозивна једињења попут сумпорне киселине. Бактерије које редукују сумпор (СРБ), на пример, могу редуковати сулфатне јоне до водоник-сулфида (H2S), који је веома корозиван за гвожђе и челик.
8. Утицај подземних и морских вода
а. Подземне воде
Хемијски састав подземних вода може значајно да варира у зависности од географског положаја и геолошких услова. Подземне воде које садрже специфичне минерале, као што је хлорид, могу изазвати корозију металних конструкција које су у њима уграђене. Штавише, pH вредност и ниво раствореног кисеоника у подземним водама такође утичу на брзину корозије.
б. Морска вода
Морска вода је веома корозивна средина за метале због високог садржаја соли (NaCl), која обезбеђује јоне хлорида који убрзавају процес корозије. Штавише, морска вода садржи и растворени кисеоник, који подржава електрохемијске реакције корозије.
9. Заштита од корозије
За заштиту метала од корозије могу се применити различите методе. Неке од главних метода укључују:
a. Премаз
Наношење заштитних премаза као што су боје, поцинковање (цинк) и неметалних премаза као што је пластика може изоловати метал од корозивних средина. Ови премази делују као физичке баријере које смањују контакт метала са корозивним елементима.
б. Катодна заштита
Катодна заштита подразумева примену спољашње електричне струје како би се смањио потенцијал металних електрода, чиме се спречава корозија. Ова метода се често користи на подводним структурама или подземним цевоводима.
ц. Инхибитор корозије
Инхибитори корозије су хемијска једињења која се додају корозивним срединама како би се смањила брзина корозије. Инхибитори делују тако што формирају заштитни слој на површини метала или мењају својства раствора како би га учинили мање корозивним.
10. Кесимпулан
Различити фактори утичу на корозију метала, укључујући хемијски састав метала, површинске услове, околину, електрохемијске факторе, механичко напрезање, присуство заштитних филмова, микроорганизама и састав подземних и морских вода. Разумевање ових фактора је кључно у заштити металних материјала од деградације услед корозије. Применом одговарајућих метода заштите, као што су премази, катодна заштита и употреба инхибитора корозије, оштећења од корозије могу се минимизирати, чиме се продужава век трајања и перформансе металних материјала у различитим применама.
