Fémek korrózióvédelme

Elmélet és gyakorlat

A természetben a legtöbb fém nem található meg elemi alakjában, hanem különböző vegyületekben, amelyekből az elemi fémet nagy energiafelhasználással lehet kinyerni. Így pl. a rezet kalkopiritből, a cinket szfaleritből, a vasat a különféle vasércekből és a magnéziumot a magnézium-kloridból lehet kitermelni. Ezek a fémek vízzel, oxigénnel, kén-dioxiddal vagy más kémiai anyaggal érintkezve arra törekednek, hogy ismét kellően stabil vegyületté alakuljanak vissza. Ha ez az átalakulás nem szándékolt, akkor a folyamatot az előbbi meghatározás szerint korróziónak nevezzük.

Különböző fémek korróziója víz jelenlétében igen különböző sebességű lehet. Így pl. a nátrium és a kálium a vízzel már szobahőmérsékleten is heves reakcióba lép, a vas és a cink még érzékelhetően reagál, de már sokkal kisebb mértékben, a réz és az ólom gyakorlatilag korrózióálló, a nemesfémek, mint a platina és az arany, a vízben semmiféle elváltozást nem szenvednek. A fémek e különböző magatartásának és az elváltozások okának ismerete nagyon fontos ahhoz, hogy becsülni lehessen a várható korróziós károkat, de különösen fontos ezek ismerete az adott korrozivitású környezethez legmegfelelőbb korrózióvédelmi módszer megválasztásához.

A fémek korróziójában fő szerepet kap a víz. Pl. a vízcsöveket támadó agresszív közegek: magában a csőben található víz, a földbe fektetett csövet körülvevő talaj és a környező levegő. Minthogy a korróziós támadás főként a jelen levő víz következménye, azért a korrózió különböző megjelenési formái is sajátosan a vízzel kapcsolatosak.

A gyakorlatban a korrózió lehet egyenletes és egyenetlen. Az egyenletes korrózió a fém felszínével párhuzamos, sík felületű lepusztulást mutat. E korróziófajtának a természetben előforduló vizek esetében műszakilag nincs jelentősége, mert az egyenetlen korrózió sebessége az előbbinek többszöröse. Kifejezetten savanyú vízben viszont (mint pl. a kondenzátumok és különleges szennyvizek, savanyú talajok, valamint atmoszférikus hatásoknak kitett, nem védett acélfelületek) e korróziófajta már nem elhanyagolható.

Az anyagok jelentős korróziós kárai többnyire az egyenetlen korrózióra vezethetők vissza. Egyenetlen korrózió pl. a lyukkorrózió. E jelenséget különösen az ötvözetlen acéloknál, vasnál, öntött vasnál, kevéssé ötvözött acélnál és a tűzihorganyzott acélnál lehet korrózió alakjában megfigyelni. A réz, alumínium és az erősen ötvözött acél is szenvedhet az ilyen korróziótól. A károsodás pontszerű vagy sebhelyszerű, illetve foltszerű vagy árokjellegű lehet. Vízvezetéki berendezésekben főleg homokszemcsék leoldott vagy nem jól tapadó korróziós termékek és a nem egyenletesen felhordott védőrétegek képezhetnek lerakódásokat. Szintén lyukkorróziót okozhatnak a léghólyagok, amelyek technológiai vagy szerkezeti okból keletkeznek a fém felületén.

A korrózió ellen aktív vagy passzív módon lehet védekezni. Az aktív védelem módszerei közvetlenül befolyásolják a korróziót, míg a passzív védelem a védőréteg kialakításával hat.

A korrózió által veszélyeztetett szerkezeti anyagokon a leggyakrabban alkalmazott védelem szerves, szervetlen nemfémes vagy fémes bevonatok alkalmazása, amelyek a védendő fémet úgy védik, hogy a korróziót okozó közegtől elszigetelik. A passzív korrózióvédelemben rendeltetésének megfelelő, hosszú élettartamú védőréteget csak úgy lehet készíteni, ha a védendő fémfelület mentes mindennemű szennyeződéstől, mint például a por, olaj, zsír, korróziós termékek és más védőréteg maradványaitól, valamint a nedvességtől. A szerkezeti anyagok festés előtti felület-előkészítése döntő mértékben befolyásolja a bevonóanyag tapadását. Ez egyben azt is jelenti, hogy ezen műveletek minősége a bevonatrendszer tapadását és annak élettartamát is meghatározza.

Aktív védelem például az ún. katódos védelem. A katódos polarizáción alapuló katódos védelmen a védendő fémnek külső áramforrással vagy olyan másik fémmel való elektromosan vezető kapcsolatát értjük, amely az adott korróziós környezetben és feltételek mellett negatívabb potenciálú, mint a védendő fém. Katódos védelemmel vasat, ólmot, horganyt, rezet és alumíniumot lehet védeni, de szükséges, hogy a védendő berendezések, csővezetékek folyamatos és jó elektromos vezetők legyenek.

A korrózióvédelem széles körben alkalmazott módszere az anyagok olyan cseréje, hogy a beépített anyag a mindenkori korróziós környezetben ellenálló legyen. Ilyen módon az olyan korrózió-érzékeny anyag, mint pl. az ötvözetlen acél, ellenállóképesebb, más fémmel helyettesíthető, de helyettesítő anyagként a műanyag és az ásványi anyagok nagyobb jelentőségűek.

Egyenletes korrózió

Az aranybevonat is megvédi a fémet

Rozsdagátló alapozó nélkül csak speciális festékkel hatásos

Lyukkorrózió

Korrózióvédelem Aierless technológiájú festőgéppel

A platina és az arany gyakorlatilag nem korrodál

Acélfelület védelme horganyozással

Tűzihorganyzás

Katódvédelem ipari méretben