Tipuri de coroziune
Ghid coroziune – Partea 1
Daunele provocate de coroziune duc la costuri de câteva miliarde de euro în fiecare an. Pe lângă consecințele financiare, numeroase daune pot fi atribuite coroziunii. Riscul apariției și răspândirii coroziunii poate fi semnificativ redus. Dar mai multe despre asta mai târziu.
Prima parte a ghidului de coroziune vă oferă o privire de ansamblu asupra coroziunii și a celor mai comune tipuri de coroziune la fixările șuruburilor din sectorul construcțiilor.
În DIN EN ISO 8044 se face distincția a 56 de tipuri de coroziune, dintre care patru sunt relevante pentru fixările cu șuruburi în zona învelitoarelor și echipamentelor tehnice ale clădirii:
O trăsătură caracteristică a coroziunii la suprafață este abraziunea uniformă a suprafeței. Aici se dezvoltă zone anodice și catodice specifice în multe locuri pe suprafața metalului. Acestea își pot schimba poziția (schimbarea locației), adică să apară continuu în alte locuri. Dacă abraziunea suprafeței are loc doar local, aceasta este cunoscută sub denumirea de coroziune a gropii superficiale.
Coroziunea la suprafață afectează în primul rând proprietățile suprafeței și duce la deteriorări optice. Poate fi recunoscută într-un stadiu incipient și limitează capacitatea de încărcare numai dacă pierderea metalului este semnificativă.
Coroziunea datorată fisurării prin tensiune, pe de altă parte, este o formă deosebit de critică de coroziune, deoarece deteriorează materialul neobservat, ceea ce înseamnă că poate apărea o defecțiune bruscă. O combinație de solicitări mecanice și chimice poate provoca fisuri în structura materialului sau ruperea completă a șuruburilor.
Există trei factori principali care duc la coroziunea datorată fisurării prin tensiune:
• materia primă este sensibilă la coroziunea datorată fisurării prin tensiune,
• materia primă este supusă forței de tracțiune,
• este prezent un compus chimic de atac specific (de exemplu, clorura).
Materiile prime de aici includ toate aliajele de cupru-zinc (alama), unele aliaje de aluminiu forjat și unele oțeluri rezistente la rugină și la acizi. Compușii chimici de atac depind de materia primă. Clorurile afectează oțelurile rezistente la rugină și la acizi, iar aluminiul (apa de mare) și amoniacul, dioxidul de sulf și nitrații influențează aliajele cupru-zinc.
Există două tipuri diferite de coroziune datorată fisurării prin tensiune:
Fisurarea prin efort anodic are loc în principal la multe oțeluri inoxidabile. La contactul cu oxigenul, acestea formează o peliculă subțire de oxid - așa-numitul învelișul pasiv - pe suprafață, care protejează de fapt împotriva coroziunii ulterioare. Dacă oțelul inoxidabil este utilizat în atmosfere foarte corozive, cum ar fi piscine (care conțin clor), învelișul pasiv poate fi deteriorat. Acest lucru înseamnă că nu mai există nicio protecție inerentă, astfel încât materialul de bază poate fi atacat. Fisurile preinduse existente se pot extinde și se poate reduce capacitatea de încărcare a șurubului până când aceasta scade sub secțiunea transversală critică. Fixarea șurubului nu mai este sigură.
De asemenea, există coroziune datorată fisurării prin efort catodic (fragilitatea hidrogenului), care are loc în special pe șuruburile călite. Datorită acumulării de hidrogen în materialul șurubului, capacitatea de încărcare a acestuia poate fi depășită atunci când se aplică o forță de tracțiune, determinând ruperea spontană a elementului de fixare.
Coroziunea în crăpături are loc în crăpăturile înguste, deschise, fără un schimb suficient de aer și fluid. Datorită diferențelor de concentrații de oxigen se formează electroliți și elemente corozive. Apoi, zonele anodice și catodice se dezvoltă local. Din cauza lipsei de aport de oxigen, mediul poate deveni mai agresiv la punctul de coroziune și astfel să accelereze local coroziunea. Chiar și oțelul inoxidabil se poate coroda în crevasă dacă nu există oxigen disponibil pentru a restabili stratul de oxid atacat.Conectarea șuruburilor și piulițelor, precum și a cordoanelor de sudură deschise pot favoriza coroziunea în crevasă dacă materialul nu este adecvat. Crăpăturile care apar prin suprapunere sunt deosebit de periculoase.
În viitor, într-o parte separată a ghidului ne vom ocupa de modul în care poate fi evitată coroziunea în crăpături.
Coroziunea bimetal
Coroziunea galvanică apare atunci când două sau mai multe materiale metalice cu o diferență de potențial intră în contact. Din cauza potenţialelor diferite ale celor două materii prime în contact cu un electrolit conductor, de ex. apă, suprafața metalului mai puțin nobil se corodează.
Condițiile prealabile pentru coroziunea galvanică sunt
• poziția diferită în seria electrochimică asociată (diferența de potențial)
• contactul direct al materiilor prime
• racordarea celor două printr-un mediu apos de coroziune.
Acest tip de coroziune devine vizibil în viața de zi cu zi atunci când componentele din, de exemplu, oțel inoxidabil, alamă sau cupru sunt combinate cu șuruburi, piulițe sau nituri din materiale metalice mai puțin nobile. Prin urmare, așa-numita coroziune galvanică poate fi evitată prin selecția profesională a materiilor prime sau prin izolarea galvanică adecvată.
Prima parte a ghidului de coroziune vă oferă o privire de ansamblu asupra coroziunii și a celor mai comune tipuri de coroziune la fixările șuruburilor din sectorul construcțiilor.
Ce este coroziunea?
DIN EN ISO 8044 descrie coroziunea ca o „interacțiune fizico-chimică între un metal și mediul său”. Conform DIN, proprietățile modificate ale metalului duc la afectarea semnificativă a funcției metalului, a mediului sau a sistemului în care este instalat.Oxidarea
Produsele rezultate după coroziune aderă ferm, libere sau solubile. De exemplu, rugina se formează printr-o reacție chimică între fier și oxigen. Acest proces se numește oxidare: stratul exterior al metalului absoarbe oxigenul. Acest lucru creează un strat de oxid permeabil la oxigen care se poate ciobi. De-a lungul timpului, rugina poate intra în material și îl poate descompune, slăbind componenta afectată.
Alte forme de oxidare
Rugina albă este un alt tip de oxidare care se poate forma pe componentele zincate. Dincolo de asta, există și șpan verde pe cupru sau strat de oxid pe aluminiu. În cazul aluminiului, stratul de oxid acționează ca o barieră între aer și metal și previne oxidarea ulterioară. Acest lucru protejează metalul de alte influențe meteorologice. Multe produse de coroziune afectează starea funcțională a componentelor sau sistemelor din mediu. Dar nu toate sunt dăunătoare.În DIN EN ISO 8044 se face distincția a 56 de tipuri de coroziune, dintre care patru sunt relevante pentru fixările cu șuruburi în zona învelitoarelor și echipamentelor tehnice ale clădirii:
- Coroziunea la suprafață
- Coroziune datorată fisurării prin tensiune
- Coroziunea în crăpături
- Coroziunea bimetal
Coroziunea la suprafață
O trăsătură caracteristică a coroziunii la suprafață este abraziunea uniformă a suprafeței. Aici se dezvoltă zone anodice și catodice specifice în multe locuri pe suprafața metalului. Acestea își pot schimba poziția (schimbarea locației), adică să apară continuu în alte locuri. Dacă abraziunea suprafeței are loc doar local, aceasta este cunoscută sub denumirea de coroziune a gropii superficiale.
Coroziunea la suprafață afectează în primul rând proprietățile suprafeței și duce la deteriorări optice. Poate fi recunoscută într-un stadiu incipient și limitează capacitatea de încărcare numai dacă pierderea metalului este semnificativă.
Coroziune datorată fisurării prin tensiune
Coroziunea datorată fisurării prin tensiune, pe de altă parte, este o formă deosebit de critică de coroziune, deoarece deteriorează materialul neobservat, ceea ce înseamnă că poate apărea o defecțiune bruscă. O combinație de solicitări mecanice și chimice poate provoca fisuri în structura materialului sau ruperea completă a șuruburilor.
Există trei factori principali care duc la coroziunea datorată fisurării prin tensiune:
• materia primă este sensibilă la coroziunea datorată fisurării prin tensiune,
• materia primă este supusă forței de tracțiune,
• este prezent un compus chimic de atac specific (de exemplu, clorura).
Materiile prime de aici includ toate aliajele de cupru-zinc (alama), unele aliaje de aluminiu forjat și unele oțeluri rezistente la rugină și la acizi. Compușii chimici de atac depind de materia primă. Clorurile afectează oțelurile rezistente la rugină și la acizi, iar aluminiul (apa de mare) și amoniacul, dioxidul de sulf și nitrații influențează aliajele cupru-zinc.
Există două tipuri diferite de coroziune datorată fisurării prin tensiune:
Fisurarea prin efort anodic are loc în principal la multe oțeluri inoxidabile. La contactul cu oxigenul, acestea formează o peliculă subțire de oxid - așa-numitul învelișul pasiv - pe suprafață, care protejează de fapt împotriva coroziunii ulterioare. Dacă oțelul inoxidabil este utilizat în atmosfere foarte corozive, cum ar fi piscine (care conțin clor), învelișul pasiv poate fi deteriorat. Acest lucru înseamnă că nu mai există nicio protecție inerentă, astfel încât materialul de bază poate fi atacat. Fisurile preinduse existente se pot extinde și se poate reduce capacitatea de încărcare a șurubului până când aceasta scade sub secțiunea transversală critică. Fixarea șurubului nu mai este sigură.
De asemenea, există coroziune datorată fisurării prin efort catodic (fragilitatea hidrogenului), care are loc în special pe șuruburile călite. Datorită acumulării de hidrogen în materialul șurubului, capacitatea de încărcare a acestuia poate fi depășită atunci când se aplică o forță de tracțiune, determinând ruperea spontană a elementului de fixare.
Coroziunea în crăpături
Coroziunea în crăpături are loc în crăpăturile înguste, deschise, fără un schimb suficient de aer și fluid. Datorită diferențelor de concentrații de oxigen se formează electroliți și elemente corozive. Apoi, zonele anodice și catodice se dezvoltă local. Din cauza lipsei de aport de oxigen, mediul poate deveni mai agresiv la punctul de coroziune și astfel să accelereze local coroziunea. Chiar și oțelul inoxidabil se poate coroda în crevasă dacă nu există oxigen disponibil pentru a restabili stratul de oxid atacat.Conectarea șuruburilor și piulițelor, precum și a cordoanelor de sudură deschise pot favoriza coroziunea în crevasă dacă materialul nu este adecvat. Crăpăturile care apar prin suprapunere sunt deosebit de periculoase.
În viitor, într-o parte separată a ghidului ne vom ocupa de modul în care poate fi evitată coroziunea în crăpături.
Coroziunea bimetal
Coroziunea galvanică apare atunci când două sau mai multe materiale metalice cu o diferență de potențial intră în contact. Din cauza potenţialelor diferite ale celor două materii prime în contact cu un electrolit conductor, de ex. apă, suprafața metalului mai puțin nobil se corodează.
Condițiile prealabile pentru coroziunea galvanică sunt
• poziția diferită în seria electrochimică asociată (diferența de potențial)
• contactul direct al materiilor prime
• racordarea celor două printr-un mediu apos de coroziune.
Acest tip de coroziune devine vizibil în viața de zi cu zi atunci când componentele din, de exemplu, oțel inoxidabil, alamă sau cupru sunt combinate cu șuruburi, piulițe sau nituri din materiale metalice mai puțin nobile. Prin urmare, așa-numita coroziune galvanică poate fi evitată prin selecția profesională a materiilor prime sau prin izolarea galvanică adecvată.