Отпорност метала на корозију

Шта је отпорност на корозију?

Способност метала да се одупре корозији назива се отпорношћу на корозију. Ова способност је одређена брзином корозије под одређеним условима. За процену степена корозије користе се квантитативне и квалитативне карактеристике.

Квалитативне карактеристике су:

• промена изгледа металне површине;

• промена микроструктуре метала.

Квантитативне карактеристике су:

• време пре појаве првог жаришта корозије;

• број жаришта корозије формираних током одређеног временског периода;

• стањивање метала по јединици времена;

• промена масе метала по јединици површине у јединици времена;

• запремина гаса апсорбованог или ослобођеног током корозије по јединици површине у јединици времена;

• густина електричне струје за дату брзину корозије;

• промена својстава током одређеног временског периода (механичка својства, рефлексивност, електрични отпор).

Различити метали имају различиту отпорност на корозију.За повећање отпорности на корозију користе се посебне методе: легирање челика, хромирање, алуминизација, никловање, фарбање, цинковање, пасивација итд.

Гвожђе и челик

У присуству кисеоника и чисте воде, гвожђе брзо кородира, реакција се одвија према формули:

У процесу корозије, лабав слој рђе покрива метал, а овај слој га уопште не штити од даљег уништавања, корозија се наставља све док се метал потпуно не уништи. Активнију корозију гвожђа изазивају раствори соли: ако је чак и мало амонијум хлорида (НХ4Цл) присутно у ваздуху, процес корозије ће ићи много брже. У слабом раствору хлороводоничне киселине (ХЦл), реакција ће се такође активно одвијати.

Азотна киселина (ХНО3) у концентрацији изнад 50% ће довести до пасивизације метала — биће прекривен заштитним слојем, иако крхким. Испарена азотна киселина је безбедна за гвожђе.

Сумпорна киселина (Х2СО4) у концентрацији изнад 70% пасивира гвожђе, а ако се челик класе Ст3 складишти у 90% сумпорне киселине на температури од 40 ° Ц, онда у овим условима брзина корозије неће прелазити 140 микрона годишње. Ако је температура 90 ° Ц, тада ће се корозија наставити 10 пута већом брзином. Сумпорна киселина са концентрацијом гвожђа од 50% ће се растворити.

Фосфорна киселина (Х3ПО4) неће кородирати гвожђе, као ни анхидровани органски растварачи као што су алкални раствори, водени амонијак, суви Бр2 и Цл2.

Ако у воду додате хиљадити део натријум хромата, она ће постати одличан инхибитор корозије гвожђа, попут натријум хексаметафосфата. Али јони хлора (Цл-) уклањају заштитни филм са гвожђа и повећавају корозију.Гвожђе је технички чисто, садржи око 0,16% нечистоћа и високо је отпорно на корозију.

Средње легирани и нисколегирани челици

Додаци легирања хрома, никла или бакра у нисколегиране и средње легиране челике повећавају њихову отпорност на воду и атмосферску корозију. Што је више хрома, већа је отпорност челика на оксидацију. Али ако је хром мањи од 12%, онда ће хемијски активни медији имати деструктивни ефекат на такав челик.

Високо легирани челици

У високолегираним челицима, легирајуће компоненте су више од 10%. Ако челик садржи од 12 до 18% хрома, онда ће такав челик издржати контакт са готово било којом од органских киселина, са храном, биће отпоран на азотну киселину (ХНО3), базе, многе растворе соли. У 25% мравље киселине (ЦХ2О2) високолегирани челик ће кородирати брзином од око 2 мм годишње. Међутим, јака редукциона средства, хлороводонична киселина, хлориди и халогени ће уништити високолегирани челик.

Нерђајући челици који садрже 8 до 11% никла и 17 до 19% хрома отпорнији су на корозију него сами челици са високим садржајем хрома.Такви челици издржавају киселе оксидационе медије, као што су хромна киселина или азотна киселина, као и јаке алкале.

Никл као адитив ће повећати отпорност челика на неоксидирајуће средине, на атмосферске факторе. Али околина је кисела, редукујућа и кисела са халогеним јонима, - они ће уништити пасивизирајући оксидни слој, као резултат тога, челик ће изгубити отпорност на киселине.

Нерђајући челици са додатком молибдена у количини од 1 до 4% имају већу отпорност на корозију од хром-никл челика.Молибден ће дати отпор према сумпорној и сумпорној киселини, органским киселинама, морској води и халогенидима.

Феросилицијум (гвожђе са додатком од 13 до 17% силицијума), тзв. гвожђе-силицијумски одлив, има отпорност на корозију због присуства оксидног филма СиО2 и који ни сумпорна, ни азотна, ни хромна киселина не могу да униште, они само ојачавају овај заштитни филм. Али хлороводонична киселина (ХЦл) ће лако кородирати феросилицијум.

Легуре никла и чисти никл

Никл је отпоран на многе факторе, како атмосферске тако и лабораторијске, на чисту и слану воду, на алкалне и неутралне соли као што су карбонати, ацетати, хлориди, нитрати и сулфати. Органске киселине без кисеоника и невруће органске киселине неће штетити никлу, као ни кувани концентровани алкални калијум хидроксид (КОХ) у концентрацији до 60%.

Корозија је узрокована редукујућим и оксидирајућим медијима, оксидирајућим алкалним или киселим солима, оксидирајућим киселинама као што су азот, влажни гасовити халогени, азотни оксиди и сумпор-диоксид.

Метални монел (до 67% никла и до 38% бакра) је отпорнији на киселине од чистог никла, али неће издржати дејство јаких оксидирајућих киселина. Одликује се прилично високом отпорношћу на органске киселине, на значајну количину раствора соли. Атмосферска и водена корозија не угрожавају монел метал; флуор је такође безбедан за њега. Монел метал ће безбедно издржати 40% кључања флуороводоника (ХФ) попут платине.

Легуре алуминијума и чисти алуминијум

Заштитни оксидни филм алуминијума чини га отпорним на уобичајене оксидаторе, сирћетну киселину, флуор, само атмосферу и значајну количину органских течности.Технички чист алуминијум, у коме су нечистоће мање од 0,5%, веома је отпоран на дејство водоник-пероксида (Х2О2).

Уништава се деловањем каустичних база у јако редукујућем окружењу. Разређена сумпорна киселина и олеум нису страшни за алуминијум, али сумпорна киселина средње јачине ће га уништити, као и врућа азотна киселина.

Хлороводонична киселина може уништити алуминијумски заштитни оксидни филм. Контакт алуминијума са живом или живиним солима је деструктиван за прве.

Чисти алуминијум је отпорнији на корозију од, на пример, легура дуралуминијума (у којој је до 5,5% бакра, 0,5% магнезијума и до 1% мангана), која је мање отпорна на корозију. Силумин (додавање 11 до 14% силицијума) је стабилнији у овом погледу.

Легуре бакра и чисти бакар

Чисти бакар и његове легуре не кородирају у сланој води или ваздуху. Бакар се не плаши корозије: разблажене базе, суви НХ3, неутралне соли, суви гасови и већина органских растварача.

Легуре попут бронзе, које садрже много бакра, издржавају излагање киселинама, чак и хладно концентрованој или врућој разблаженој сумпорној киселини, или концентрованој или разблаженој хлороводоничкој киселини на собној температури (25 ° Ц).

У недостатку кисеоника, бакар не кородира у контакту са органским киселинама. Ни флуор ни суви флуороводоник немају деструктивно дејство на бакар.

Али легуре бакра и чисти бакар кородирају разне киселине ако је присутан кисеоник, као и у контакту са влажним НХ3, неким киселим солима, влажним гасовима као што су ацетилен, ЦО2, Цл2, СО2. Бакар лако реагује са живом.Месинг (цинк и бакар) није високо отпоран на корозију.

Више детаља погледајте овде — Бакар и алуминијум у електротехници

Чисти цинк

Чиста вода, као и чист ваздух, не кородира цинк. Али ако у води или ваздуху има соли, угљен-диоксида или амонијака, тада ће почети корозија цинка. Цинк се раствара у базама, нарочито брзо — у азотној киселини (ХНО3), спорије — у хлороводоничном и сумпорном киселином.

Органски растварачи и нафтни производи генерално немају корозивно дејство на цинк, али ако се контакт продужи, на пример са крекираним бензином, киселост бензина ће се повећати како оксидира у ваздуху и почеће корозија цинка.

Чисто олово

Висока отпорност олова на воду и атмосферску корозију је добро позната чињеница. Не кородира Ја водим а када је у земљишту. Али ако вода садржи пуно угљен-диоксида, онда ће се олово растворити у њој, јер се формира оловни бикарбонат, који ће већ бити растворљив.

Уопштено говорећи, олово је веома отпорно на неутралне растворе, умерено отпорно на алкалне растворе, као и на неке киселине: сумпорну, фосфорну, хромну и сумпорну. Са концентрованом сумпорном киселином (од 98%) на температури од 25 ° Ц, олово се може полако растворити.

Водоник-флуорид у концентрацији од 48% ће растворити олово када се загреје. Олово снажно реагује са хлороводоничном и азотном киселином, са мрављом и сирћетном киселином. Сумпорна киселина ће прекрити олово са слабо растворљивим слојем оловног хлорида (ПбЦл2) и даље растварање се неће наставити. У концентрованој азотној киселини, олово ће такође бити обложено слојем соли, али ће разблажена азотна киселина растворити олово. Хлориди, карбонати и сулфати нису агресивни према олову, док су раствори нитрата супротни.

Чисти титанијум

Добра отпорност на корозију је обележје титанијума.Није оксидисан јаким оксидантима, подноси растворе соли, ФеЦл3 итд. Концентроване минералне киселине ће изазвати корозију, али чак и кључање азотне киселине у концентрацији мањој од 65%, сумпорне киселине - до 5%, хлороводоничне киселине - до 5% - неће изазвати корозију титанијума. Нормална отпорност на корозију према базама, алкалним солима и органским киселинама разликује титанијум од других метала.

Чисти цирконијум

Цирконијум је отпорнији на сумпорну и хлороводоничну киселину од титанијума, али мање отпоран на акварегију и влажни хлор. Има високу хемијску отпорност на већину база и киселина, отпоран је на водоник пероксид (Х2О2).

Дејство одређених хлорида, кључања концентроване хлороводоничне киселине, царске воде (мешавина концентрованог азотног ХНО3 (65-68 теж.%) и физиолошког раствора ХЦл (32-35 теж.%), вруће концентроване сумпорне киселине и димљене азотне киселине изазивају Што се тиче корозије, ово је таква особина цирконијума као што је хидрофобност, односно, овај метал се не влажи ни водом ни воденим растворима.

Чисти тантал

Танталова одлична хемијска отпорност је слична стаклу. Његов густи оксидни филм штити метал на температурама до 150 ° Ц од дејства хлора, брома, јода. Већина киселина у нормалним условима не делује на тантал, чак ни акварегија и концентрована азотна киселина не изазивају корозију. Алкални раствори практично немају утицаја на тантал, али на њега делује флуороводоник, а користе се концентровани врући алкални раствори, алкални растопи се користе за растварање тантала.