Corrosie

wat is corrosie..? hoe kan je het verkomen? En wat is verschil tussen corrosie en roest??

Corrosie ( Latijn: corrodere = stukknagen) kan gedefinieerd worden als: De ongewenste aantasting van een materiaal ten gevolge van chemische of elektrochemische reacties met componenten uit de omgeving. Deze definitie geldt voor elk materiaal: metalen, kunststoffen, rubber, glas, beton, enz. Jaarlijks gaat er voor miljarden euro’s verloren door corrosie. Denk hierbij alleen al aan het aantal auto’s die verroest zijn na ca. 15 jaar.

1. CHEMISCHE CORROSIE

 Chemische corrosie of droge corrosie treedt op wanneer metalen worden aangetast door de zuiver chemische inwerking van bepaalde elementen of verbindingen. In de chemische industrie wordt dit verschijnsel in een aantal vormen aangetroffen, daarnaast is de meest voorkomende vorm de aantasting van metalen bij hoge temperatuur zonder medewerking van vocht (hogetemperatuuroxidatie of HTC). Ook bij lage temperaturen kan chemische corrosie optreden (LTC), vaak door b.v. zwaververbindingen in brandstoffen. 

2. ELEKTROCHEMISCHE CORROSIE

 Elektrochemische corrosie treedt verreweg het meest op. Dit verloopt in het algemeen onder gelijktijdige inwerking van de elektrolyt (vocht). Ook in die gevallen waarin het metaal niet nat is, bevindt zich op het oppervlak een uiterst dunne film water. Door opgeloste bestanddelen is dit water elektrisch geleidend.

Hoewel elektrochemische corrosieverschijnselen over het algemeen bijzonder gecompliceerd zijn, kan men ze sterk vereenvoudigd als volgt voorstellen. Op het metalen voorwerp komen plaatsen voor met een verschillende elektrische oplossingspotentiaal. De verschillen in potentiaal ontstaan o.a. door verschillen in samenstelling van het metaal op het oppervlak, bijv. door de aanwezigheid van insluitsels of door verschillen in samenstelling van de vloeistoffilm. Ten gevolge van deze potentiaalverschillen gaat een elektrische stroom lopen, waarbij bepaalde gedeelten van het metaal anodisch en andere gedeelten kathodisch worden (vgl. elektrolyse). Op anodische plaatsen gaat het metaal in oplossing en er ontstaan corrosieproducten. Soms kunnen deze zich op andere plaatsen afzetten dan waar de eigenlijke aantasting heeft plaatsgevonden. De anodische en kathodische plaatsen kunnen groot zijn (macro-elementen) of klein (plaatselijke of lokaalelementen). Macro-elementen treft men aan wanneer een voorwerp opgebouwd is uit verschillende metaallegeringen. Lokaalelementen treft men aan bij metalen die bepaalde onzuiverheden of legeringsbestanddelen bevatten, waardoor op het metaaloppervlak naast elkaar kristallen van verschillende oplossingspotentiaal voorkomen. Lokaalelementen kunnen ook ontstaan door materiaal dat van buiten af op het metaal komt. Voorbeelden daarvan zijn roetdeeltjes, koperslijpsel en staalsplinters afkomstig van staalwol op aluminium of magnesium. Een fraai voorbeeld is bijv. de aantasting die ontstaat wanneer een sponsje staalwol achterblijft op een vochtig roestvaststalen aanrecht.

  3. BEïNVLOEDING VAN CORROSIEVERSCHIJNSELEN

 Corrosieverschijnselen worden vaak be?nvloed door mechanische, fysische of biologische factoren. Een bekend voorbeeld daarvan is spanningscorrosie, optredend bij metalen die onderworpen zijn aan in- of uitwendige spanningen. Een voorbeeld is de season cracking bij messing (vroeger aan seizoenwisselingen toegeschreven). Andere mechanische be?nvloedingen van corrosie treft men aan bij erosieve corrosie, cavitatiecorrosie en corrosievermoeiing bij metalen die aan wisselbelasting blootstaan. Stralingscorrosie treedt op onder invloed van ioniserende straling. Biologische corrosiebe?nvloeding ziet men duidelijk bij aangroei op schepen en installaties door allerlei waterorganismen. Een microbiologische be?nvloeding wordt onder meer veroorzaakt door sulfaatreducerende bacteri?n. Zwerfstroomcorrosie treedt op bij zich in de bodem of in het water bevindende voorwerpen ten gevolge van lekstromen afkomstig van ?f wervelstromen opgewekt door elektrische leidingen ?f installaties.

  4. VERSCHIJNINGSVORMEN VAN CORROSIE

 Wanneer een metaal gelijkmatig over het gehele oppervlak wordt aangetast, spreekt men van uniforme corrosie. Deze doet een fraai uiterlijk zeer snel in kwaliteit teruglopen, maar voor de sterkte van de aangetaste voorwerpen is deze vorm het minst schadelijk. Putcorrosie is een plaatselijke putvormige aantasting, vaak ingeleid door plaatselijke potentiaalverschillen, die in passieve metalen, zoals roestvast staal, ontstaan als in het medium bepaalde stoffen, bijv. chloriden, aanwezig zijn. Meestal zijn de putten geheel opgevuld met corrosieproduct. Putcorrosie is vooral schadelijk in leidingen of dunwandig plaatmateriaal. Interkristallijne corrosie is een vorm waarbij de aantasting verloopt langs de kristalgrenzen van een metaal. De kristallen zelf blijven vrijwel onaangetast, maar het metaal verliest wel zijn samenhang. Hoewel een betrekkelijk kleine hoeveelheid metaal corrodeert, kan de schade zeer groot zijn. Interkristallijne corrosie behoort dan ook tot de meest gevreesde corrosievormen. Men treft het aan in aluminiumlegeringen en ook in roestvast staal, bijv. op enige afstand van lasnaden (weld-decay). Transkristallijne corrosie is een vorm waarbij scheurvormige aantasting optreedt die dwars door de kristallen van het materiaal heen loopt. Men ziet dit verschijnsel nogal eens bij spanningscorrosie. Deposit attack treedt op wanneer zich corrosieproducten of andere verontreinigingen op het metaal afzetten. Hetzelfde verschijnsel treft men aan bij spleetcorrosie. Van de bijzondere corrosievormen die bij bepaalde metalen kunnen optreden, zijn te noemen ontzinking bij messing, waardoor een poreuze kopermassa achterblijft, grafitering bij gietijzer, waardoor alleen een grafietskelet overblijft, en ten slotte de onder verflagen veel optredende filiformcorrosie. Daarbij treft men draadvormige corrosiebanen aan op het grensvlak lak-metaal.

  5. CORROSIEBESTRIJDING

 In vele gevallen tracht men corrosie te voorkomen door een deklaag aan te brengen, bij voorkeur voordat corrosieverschijnselen optreden. De deklagen kan men onderscheiden in tijdelijke en permanente. Tot de tijdelijke rekent men bijv. vet, conserveerolie e.d. Deklagen met een permanent karakter zijn bedekkingen met corrosiewerende verf en primers. Sommige metaalpigmenten, zoals zinkstof, hebben een duidelijk corrosiewerende werking. Kunststofdeklagen kunnen veelal in grotere dikte dan verflagen worden aangebracht.

  5.1 Metallische deklagen

 Metallische deklagen kan men onderscheiden in platteerlagen (opgewalst), thermische deklagen (verkregen door dompelen in gesmolten metaal), galvanische deklagen (aangebracht volgens de methoden van de galvanotechniek), opgespoten metaallagen (verkregen door metaalspuiten), opgedampte metaallagen, legeringslagen (aangebracht door middel van een diffusieproces) en lagen die door trommelen zijn aangebracht.

Bij de bescherming door een metaallaag is vooral het feit of de aangebrachte deklaag edeler (zie edel metaal) of onedeler is dan het grondmateriaal van grote betekenis. Zink is onedeler dan staal, zodat het als eerste corrodeert. Men noemt het daarom wel opofferingsmtaal. Daardoor zal een onderbreking in een zinklaag op staal (bijv. door een constructiefout of door een achteraf ontstane beschadiging) geen corrosie van het staal veroorzaken. Het zink beschermt het staal zelfs over enige afstand. Een nikkel- of koperlaag op staal daarentegen moet voor een goede corrosiebescherming geheel gesloten zijn.

  5.2 Anorganische deklagen

 Tot de anorganische deklagen op metalen moeten in de eerste plaats gerekend worden de conversielagen. Bij hoge temperatuur kunnen lagen email worden aangebracht die voor bepaalde toepassingsgebieden een zeer goede corrosiewering geven.

  5.3 Inhibitoren

 Corrosie van onbeschermde metalen in een bepaald milieu kan soms worden tegengegaan door gebruik te maken van inhibitoren: negatieve katalysatoren die de corrosieve reactie vertragen. Reeds het verhogen van de pH van een waterig milieu kan staal volledig tegen corrosie beschermen Bij een pH van 9,5 tot 10,5 ontstaat Fe3O4 i.p.v Fe2O3. Bijde zijn oxides van ijzer, maar Fe3O4 heeft hetzelfde volume als ijzer zodat de verdere corrosie oxidatie stopt . Deze methode wordt toegepast in stoomketels. Veel corrosiewerende preparaten voor plaatselijke toepassing, bijv. op auto’s, bevatten eveneens dergelijke inhibitoren. Ook aan motorolie worden dit soort stoffen toegevoegd (anticorrosie-additieven); deze gaan aantasting van de motor door (zure) verbrandingsproducten tegen doordat zij zich aan de metaaloppervlakken hechten en een beschermend laagje vormen. Een bijzondere inhibitor is Vapour Phase Inhibitor (VPI), die in dampvorm werkzaam is en ook dient ter impregnering van papier voor het corrosievrij verpakken van stalen voorwerpen.

  5.4 Kathodische bescherming

 Kathodische bescherming berust op het aanleggen van een uitwendige spanning, tegengesteld gericht aan de spanning veroorzaakt door het corrosie-element.

Omdat ijzer zoveel voorkomt heeft men voor oxide hiervan een speciale naam bedacht : roest. Roest is het corrosieproduct van ijzer en ijzerlegeringen. Dikke roestlagen bestaan aan de buitenzijde meestal uit donkerbruine schilfers ijzer(III)oxide, Fe2O3, met daaronder ijzer(III)oxihydroxide, FeO(OH), en daaronder zwart gehydrateerd magnetiet, Fe3O4.H2O.

Roest heeft een belangrijk groter volume dan ijzer, zodat de corrosielaag voortdurend uitzet en barst. Hierdoor komt steeds nieuw metaal bloot te liggen, waardoor de roestvorming blijft doorgaan. Gaat de bewapening in beton roesten, omdat de pH te laag wordt, dan zal omdat roest een groter volume heeft het beton barsten.

***arjen***

bron: encarta