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Korrosion...

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was versteht man unter Korrosion

Einführung Korrosion wird definiert als "die Zerstörung oder Verschlechterung eines chemischen oder elektrochemischen Angriffs durch die Umgebung".

Bei einfacher Korrosion kann die Metallgewinnung als angesehen werden

Metall ------> Metallerz

Die Hauptfaktoren, die Korrosion an Metallen auslösen, sind atmosphärische Luft, Wasser und damit die leitende Oberfläche des Metalls. Bsp: Rostende Eisen, grüne Schuppen sind auf Kupfergefäßen gebildet

Korrosion von Metall tritt entweder durch direkten chemischen Angriff oder durch elektrochemischen Angriff auf das Metall durch die korrosive Umgebung auf. Wenn die Korrosion durch chemischen Angriff (in Abwesenheit von Feuchtigkeit) erfolgt. Wenn die Korrosion von Metall durch elektrochemischen Angriff in Gegenwart von Feuchtigkeit oder einem leitenden Medium stattfindet.

Elektrochemische Theorie der Korrosion:

Der größte Teil der Korrosion findet auf der Grundlage elektrochemischen Reaktionen auf der Metalloberfläche statt.

von

Die elektrochemische Theorie der Korrosion kann als Beispiel genommen werden.

Wenn in einem korrodierenden Medium die beiden Metalle in einem korrodierenden Medium miteinander in Kontakt stehen, findet die Korrosion von Metall aufgrund der Bildung von anodischen und kathodischen Bereichen auf der gleichen Metalloberfläche statt.

Diese Anoden und Kathoden werden aufgrund von Heterogenitäten an den Grenzflächen des Metalls und der Umgebung gebildet. Die Heterogenitäten auf einer Metalloberfläche könnten sich aufgrund verschiedener Faktoren wie z 1. Auf einer Metalloberfläche, wenn die Konzentration des Sauerstoffs unterschiedlich ist (wenn in dem Metall der Bereich, der mehr Sauerstoff ausgesetzt ist, als Kathode wirkt, wirkt der Bereich, der einer geringeren Sauerstoffkonzentration ausgesetzt ist, als Anode). 2. Durch den Kontakt zweier verschiedener Metalle (zB: Kupfer und Eisen stehen miteinander in Kontakt, dann wirkt Fe auf die Anode und Kupfer wirkt aufgrund der Änderung des Elektrodenpotentials als Kathode). 3. Wenn die Metalloberfläche beansprucht wird (die unter Spannung stehende Fläche wirkt als Anode).

Somit werden anodische und kathodische Bereiche in Gegenwart von Korrosionsmedium (wie Feuchtigkeit usw.) gebildet. Bei der Anodenoxidation findet eine Metalloxidation unter Freisetzung von Elektronen statt.

In den kathodischen Bereichen findet eine Reduktion statt, da das Metall im kathodischen Bereich nicht weiter reduziert werden kann, so dass einige Bestandteile des korrosiven Mediums an der kathodischen Reaktion teilnehmen. Da bei der kathodischen Reaktion die Bestandteile des Korrosionsmediums eine Rolle spielen, sind sie komplizierter und abhängig von der Natur der Umgebung. Die gebräuchlichste Art der kathodischen Reaktion ist 1. Freisetzung von Wasserstoff 2. Absorption von Sauerstoff.

Kathodische Reaktionen: (a) Befreiung des Wasserstofftyps (i) Wenn das Medium sauer ist und in Abwesenheit von O2

2H + ----> 2e- H2 (ii) Wenn das Medium in Abwesenheit von O & sub2; neutral oder alkalisch ist.

2H2O + 2e- 2OH- + H2

(b) Absorption vom Sauerstofftyp

(i) Wenn das Medium sauer ist und in Gegenwart von O. 4H + + O2  4e- 2H2O (ii) Wenn das Medium neutral oder alkalisch ist und in Gegenwart von O2. 2H2O + O2  4e-4OHDie Metallionen (Fe2 +) werden an der Anode und einige Anionen (OH) freigesetzt

2Fe2 - + 4OH-2Fe (OH) 2 Korrosionsarten: Korrosion an den Metallen, die auf der Natur von Metallen und auf den Arten von Umwelt stattfindet.

1. Galvanische Korrosion oder differentielle Metallkorrosion:

Dies tritt auf, wenn zwei unähnliche Metalle in einem korrodierenden leitenden Medium miteinander in Kontakt stehen; es entsteht eine Potentialdifferenz, die zu einem galvanischen Strom führt. Die beiden Metalle unterscheiden sich in ihrer Neigung zur Oxidation. Das Metall mit niedrigerem Elektrodenpotential oder mehr aktivem Metall wirkt als Anode und das Metall mit höherem Elektrodenpotential wirkt als Kathode. Die Potentialdifferenz ist der Hauptfaktor für die stattfindende Korrosion.

Das anodische Metall unterliegt Korrosion, während kathodisches Metall nicht angegriffen wird.

Egs: Wenn Eisenkontakt mit Kupfer Eisen hat unteren Elektrodenpotential als Anode fungiert und oxidieren als,

Fe Fe2 + + 2e-

Wo Kupfer, das ein höheres Elektrodenpotential hat, als Kathode wirkt, bleibt unbeeinflußt. Die Geschwindigkeit der galvanischen Korrosion hängt von der Potentialdifferenz zwischen anodischen und kathodischen Metallen, dem Verhältnis der anodischen und kathodischen Fläche und den Umweltfaktoren und der Neigung des Metalls zur Passivität usw. ab.

Andere Beispiele: Wenn Fe mit Sn in Kontakt kommt, wirkt Fe als Anode und Sn als Kathode, aber wenn Fe mit Zn in Kontakt kommt, wirkt Fe als Kathode, während Zn als Anode fungiert.

2. Differentialbelüftungskorrosion:

Differentielle Belüftungskorrosion tritt auf, wenn die Metalloberfläche der differentiellen Luft- oder Sauerstoffkonzentration ausgesetzt wird, die galvanische Zelle entwickelt und die Korrosion initiiert. Der Teil des Metalls, der einer niedrigeren Sauerstoffkonzentration ausgesetzt ist, wirkt als Anode, und der Teil des Metalls, der einer höheren Konzentration ausgesetzt ist, wirkt als Kathode, so dass der schwach mit Sauerstoff angereicherte Bereich korrodiert. Wenn ein Metallstreifen aus Eisen teilweise in eine belüftete Lösung von NaCl eingetaucht ist, ist die Konzentration von O & sub2; an der Oberfläche höher als in der Lösung. Da die kathodische Reaktion Sauerstoff erfordert, neigt der Kathodenbereich dazu, sich in der Nähe der Wasserlinie zu konzentrieren, so dass der Bodenbereich der Probe als Anode wirkt, wo die Korrosion beginnt. An der Anode: Fe Fe2 + + 2eAn Kathode (nahe Wasserlinie): O2 + 2H20 + 4e- 4OH-

Wasserlinienkorrosion: Hierbei handelt es sich um eine differentielle Belüftungskorrosion, die üblicherweise in Stahlwassertanks, Seeschiffen usw. beobachtet wird, in denen sich Teile des Metalls immer unter Wasser befinden Der Teil des Metalls unterhalb der Wasserlinie ist nur dem gelösten Sauerstoff ausgesetzt, während der Teil oberhalb des Wassers einer höheren Sauerstoffkonzentration ausgesetzt ist. So fungiert der Metallteil unterhalb der Wasserlinie als Anode, wo oberhalb die Wasserlinie als Kathode wirkt und der Korrosionsprozess beginnt. Das Metall direkt unter der Wasserlinie ist anodischer und das Kriechen (Meniskus) ist dasjenige, das sauerstoffreicher wirkt als Kathode und unbeeinflusst. Das Ausmaß des Kriechens des Wassers bestimmt die Korrosionsrate, aber die massenhafte Korrosion, die an der Wasserlinie auftritt; dort entsteht auch eine braune Linie aufgrund der Ablagerung von Korrosionsprodukten. Diese Art von Korrosion wird häufig bei Schiffen beobachtet, die über längere Zeit im Meerwasser schwimmen.

Lochkorrosion ist eine lokalisierte und beschleunigte Korrosion. Wenn sich kleine Staubpartikel oder Wasser usw. auf einem Metall (wie Stahl) ablagern. Der von dem Staub bedeckte Teil ist im Vergleich zu der freiliegenden Oberfläche nicht gut belüftet, so dass die bedeckte Oberfläche in Bezug auf die freiliegende Oberfläche anodisch wird. In Gegenwart eines leitenden Mediums (Feuchtigkeit) beginnt die Korrosion unter dem Staubteil und bildet eine Grube. Sobald die Grube gebildet ist, nimmt das Verhältnis der Korrosion zu, wegen der Bildung von kleineren anodischen und größeren kathodischen Bereichen findet eine intensive Korrosion statt. Lochkorrosion ist eine der zerstörerischsten Formen der Korrosion. Es führt dazu, dass die Ausrüstung aufgrund einer Perforation mit nur einem geringen prozentualen Gewichtsverlust der gesamten Struktur versagt. Aufgrund der geringen Größe der Gruben ist es sehr schwierig, die Lochkorrosion zu identifizieren. Lochfraßkorrosion ist ein autokatalytischer Prozeß, und sobald die Korrosionsprodukte gebildet sind, schafft sie weiter die Bedingung für eine differentielle Belüftung unter dem Korrosionsprodukt und den umgebenden Metallteilen. Die Grube wächst und kann letztendlich zum Versagen des Metalls führen.

STRESSKORROISION: Spannungsrißkorrosion des Metalls, das durch den kombinierten Effekt einer Zugspannung und einer spezifischen korrosiven Umgebung auf das Metall gebildet wird. Während der Spannungskorrosion

ist das Metall oder die Legierung auf dem größten Teil seiner Oberfläche praktisch unbeeinflußt, während feine Risse durchgehen normal zur Richtung der Zugspannung. Die Beanspruchung des Metalls kann intern oder extern sein und diese Beanspruchung ist auf einige mechanische oder Betriebsbedingungen zurückzuführen. Die Metallatome unter Spannung sind immer auf einem höheren Energieniveau, so dass sie als Anode wirken und spannungsfreie Teile aus Metall als Kathode unter spezifischen korrosiven Umgebungsbedingungen wirken, beginnt der Korrosionsprozess.

ZB: Messing wird in Gegenwart von Ammoniak korrodiert. Rostfreier Stahl in Gegenwart von Cl- und Ätzmittel. Bestes Beispiel für Spannungskorrosion ist jedoch die ätzende Versprödung....