koroze cvut

Komentáře

Transkript

koroze cvut
Koroze kovů
Koroze – lat. corode = rozhlodávat
1
Koroze kovů
Koroze – kovů, plastů, silikátových materiálů
Principy korozních procesů = korozní inženýrství
–
Strojírenství
●
●
–
Mechanická pevnost
Vzhled
Elektotechnika
●
●
●
–
Funkční vlastnosti (pájitelnost, kontaktní odpor)
Stavebnictví
2
Koroze kovů
Třídění koroze podle:
–
Mechanizmu korozního děje
–
Formy napadení
–
Korozního činitele
–
Korozního prostředí
Projevy korozního procesu:
–
Korozní úbytek/přírůstek
–
Znehodnocení povrchu korozními zplodinami
3
Mechanizmus koroze
Mechanizmus koroze kovu = přechod kovu do
stabilnější sloučeniny, v níž se vyskytuje v
přírodě
Jak se to děje – schopnost kovového povrchu
vstupovat do reakcí se složkami prostředí
Dojde-li k přímé reakci – chemická koroze (u
většiny kovů probíhá samovolně)
Vzniká-li na povrchu kovu systém galvanických
článků jedná se o – elektrochemickou korozi
4
Chemická koroze
Chemická koroze – korozní děj v elektricky
nevodivých prostředích (oxidace):
2Fe + O2 -> 2FeO + 1/2O2 -> Fe2O3
Korozní vrstva velmi tenká. Zabraňuje přístupu
korozního media k povrchu
Ochranný účinek korozní vrstvy určuje PillingBedwordovo číslo:
Vm
PBC =
Va
5
Chemická koroze
PBC < 1 vrstva nemá ochranný charakter
PBC ≥ 1 vrstva má ochranný charakter
PBC >> 1 vrstva je nestabilní (vnitřní pnutí)
6
Korozní prostředí- atmosféra
Chemická ušlechtilost
Korozní odolnost
7
Elektrochemická koroze
Elektrochemická koroze – korozní děj v
elektricky vodivých prostředích
Na rozhraní mezi kovem a elektrolytem vzniká
elektrická dvojvrstva
8
Elektrochemická koroze
Každý kov má jiný potenciálový rozdíl na
rozhraní kov-elektrolyt
Elektrodový potenciál nelze změřit. Stanovuje
se k vodíkové elektrodě
„neušlechtilé“ kovy (Al) – H – „ušlechtilé“ kovy (Cu)
9
Elektrochemická koroze
Elektrodový potenciál – základ elektrochemické
koroze.
Vzniklá vrstvička zastavuje polarizační efekt.
Vlivem depolarizace rozpouštění pokračuje
Anodový proces
Me -> Men+ + neKatodový proces
D + ne- ->DnKoroze -> Oxidace + Redukce
10
Elektrochemická koroze
Elektrochemická koroze děj, kde dochází k
oxidaci materiálu a redukci složek roztoku –
redox systém
Místo kde dochází k rozpouštění kovů - anoda
Místo kde dochází k neutralizaci přebytečných
elektronů - katoda
Korozní článek s kyslíkovou
depolarizací
11
Elektrochemická koroze
V praxi dochází k elektrochemické korozi vlivem
korozních (galvanických) článků
Základní typy korozních článků
–
Kontakt dvou různých kovů – makročlánek
12
Elektrochemická koroze
–
Kontakt strukturálních složek jednoho materiálu mikročlánek
13
Elektrochemická koroze
Koroze povlakových systémů
Je-li anoda (méně ušlechtilý kov) relativně malá
proti katodě (ušlechtilejší kov) - velká koroze v
místě póru.
14
Korozní činitelé
Čistota kovu - nečistoty, nehomogenita korozi
zrychlují
Stav povrchu – hrubý povrch větší aktivní
plocha
Korozní prostředí – stimulátory koroze (síra,
chlór, čpavek, dusík)
Teplota a vlhkost (vlhkostně-teplotní komplex)
PH prostředí
15
Korozní činitelé
16
Korozní rychlost
Časový průběh (rovnoměrné) koroze – korozní
rychlost K
–
Změna hmotnosti
∆m
[g.m2, g.m2.a-1]
Kh =
–
t
h
Hloubka průniku
Kp =
[μm, μm.a-1]
t
Ocel Kh = 7,68 Kp
17
Korozní rychlost
18
Korozní rychlost
19
Korozní napadení
Korozní napadení z hlediska typu:
–
–
–
–
–
–
Rovnoměrná
Nerovnoměrná a skvrnitá
Důlková a bodová
Mezikrystalová
Transkrystalová
Selektivní
20
21
Korozní napadení
Korozní napadení z hlediska charakteru:
Koroze a mechanické namáhání
–
Koroze za napětí
Vlivem pnutí v materiálu je korozní proces urychlován.
Bez mechanického namáhání by koroze probíhala menší
rychlostí
–
Praskání korozí za napětí
Kombinovaný vliv mechanického namáhání a koroze.
Bez mechanického namáhání by koroze neprobíhala
–
Korozní praskání
Slitiny namáhané v tahu a za působení korozního
prostředí
22
Korozní napadení
23
Korozní napadení
–
Korozní únava
střídavé mechanické namáhání v korozním prostředí
24
Korozní napadení
–
Vibrační (frettingová) koroze
Chemické a mechanické namáhaní povrchu
25
Korozní napadení
–
Kavitace
Kavitační opotřebení vliven plynných a parních bublin v
proudící kapalině.
Koroze za speciálních podmínek
–
Štěrbinová koroze
V místech rozdílné koncentrace korozního prostředí
26
Korozní napadení
–
Nitková koroze
●
–
Bimetalická koroze
●
●
●
–
Koroze pod puchýři organického povlaku
Těsný kontakt dvou kovu vzdálených od sebe v
elektropotencálové řadě
Velikost exponované plochy
Vrstva vlhkosti
Koroze v pórech a trhlinách
●
●
●
Pór místní přerušení povlaku
Speciální případ bimetalické koroze
Korozní zplodiny zaplní póry
27
Korozní napadení
28
Korozní napadení
–
Koroze vyvolaná částečkami prachu
Adsorpční schopnost prachových částic,
Složení prachových částic
29
Korozní prostředí- tech. prostředí
Elektricky nevodivá prostředí
Koroze v oxidujících plynech
•
Oxidová vrstvička na mědi (Cu2O)
•
„ochranné“ vrstvy na Ag, Au, Rh, Pd, Pt
Koroze v redukujících plynech
•
Vodíková koroze
H+
H2 – 2H H
e-
p H2 107 – 1013 kPa
30
Korozní prostředí- tech. prostředí
Elektricky vodivé prostředí
•
•
Koroze je umožněna existencí iontů vzniklých
disociací korozního prostředí
Koroze v taveninách je obdobá koroze v
elektrolytu
31
Korozní prostředí - voda
●
●
Dominantním degradačním procesem je
elektrochemický děj
Rychlost děje ovlivňuje řada činitelů (nečistoty,
kavitace, mikroorganizmy)
●
Zásadní význam má kyslík
●
Kyslíková depolarizace
●
Korozní článek s difrenciální
polarizací
32
Korozní prostředí - voda
●
Na korozi má vliv ještě pH, teplota, složení
vody, proudění vody
Odplyněný uzavřený systém
Neodplyněný otevřený systém
33
Korozní prostředí- půda
●
●
Půdní prostředí – tuhá, plynná a kapalná fáze
Nerovnoměrný průnik plynů -koncentrační
články s diferenciální areací
Neprovzdušněná půda
Provzdušněná půda
34
Korozní prostředí- půda
●
Korozi v půdě zesilují bludné proudy
=
35
Korozní prostředí- půda
●
Korozi v půdě zesilují bludné proudy
1A za rok rozpustí 10kg Fe
=
36
Korozní prostředí- atmosféra
●
●
Atmosférická koroze – elektrochemický děj v
tenké vrstvě elektrolytu
Podmínky pro rozvoj koroze
–
–
Stimulátory koroze (polutanty) – SO2, Cl- (H2S, HN3,
Cl2, saze ..)
Vrstvička vody
adsorbovaná vrstva do 10 μm
zkondezdovaná vrsrva vodní páry do 100 μm
kritická vlhkost › 80 % RV
Teplota 0 (?) az 50 oC
Vlhkostně_teplotní komplex
–
37
Korozní prostředí- atmosféra
Mechanizmus atmosférické koroze
Hydroxid železnatý
Hydroxid železitý
38
Korozní prostředí- atmosféra
Kinetika atmosférické koroze
●
Přerušovaný průběh atmosférické koroze (ke
korozi dochází jen v periodách ovlhčení)
●
Rychlost koroze
39
Korozní prostředí- atmosféra
●
Ze znalosti chování základních kovů (Cu, Zn,
Fe, Al) v agresivní atmosféře lze stanovit
střední roční ustálenou korozní rychlost
40
Korozní prostředí- atmosféra
●
Rozdělení kovů z hlediska kinetiky koroze
–
–
–
–
Kovy schopné plně a opakovaně reagovat na
stimulátory koroze (železné kovy, ocel, litina)
Kovy schopné se stimulátory koroze vytvářet
stabilní soli (zinek, měď, olovo, kadmium)
Kovy vykazující v atmosférických podmínkách
pasivitu (korozivzdorné oceli, hliník)
Kovy imunní v atmosférických podmínkách (zlato,
platina, rhodium, paladium)
41
Klasifikace korozní agresivity
Korozní agresivita prostředí
–
Vnější atmosféra
●
●
●
–
Hlavní korozní stimulátotry SO2, ClVlhkostně teplotní komplex
Faktory prostředí (vítr, prach, sluneční záření, dešť)
Vnitřní atmosféra
●
●
Hlavní stimulátory koroze + H2S, Cl2, NOx, NH3, O3 …
Malý rozsah změn relativní vlhkosti
42
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Klasifikace korozní agresivity vnějších prostředí
podle ČSN ISO 9223
43
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Klasifikace odvozená z vlastnosti prostředí
Klasifikace doby ovlhčení
44
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Metody měření doby ovlhčení
–
–
Nepřímé stanovení doby ovlhčení (ze znalosti
průběhu teploty a vlhkosti v daném prostředí)
Přímé měření ovlhčení
45
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Klasifikace úrovně znečištění pro SO2
46
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Klasifikace úrovně znečištění pro Cl-
47
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Stupně korozní agresivity
48
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Pravděpodobná korozní rychlost stand. vzorků
49
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
Klasifikace odvozená z korozní rychlosti stand.
vzorku
–
–
–
Standardní vzorky Ocel, Al, Cu, Zn
Velikost vzorků (100 x 150 mm)
Doba expozice 1 rok
50
Klasifikace korozní agresivity vnější
prostředí
51
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
52
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
Přímé měření
Jednotky
–
–
–
Objemové ppm (cm3.m-3)
ppb (mm3.m-3)
Hmotnostní (ug.m-3)
Přepočet
1 grammolekula pynu při teplotě 0oC a 760 mmHg
SO2 1 ug.m-3
NO2 1 ug.m-3
0,38 mm3.m-3
0,54 mm3.m-3
53
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
54
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
Monitorování pomoci zkušebních vzorků
Ploché vzorky
–
–
–
Vzorky standardních kovu (100 x 150 mm)
Expozice tří vzorku po dobu jednoho roku
Rychlost koroze
55
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
Monitorování pomoci zkušebních vzorků
Spirálové vzorky
–
Rychlost koroze
56
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
Monitorování depozice škodlivin
–
Sulfatační desky (reakce SO2 s PbO2)
57
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
Monitorování depozice škodlivin
–
Depozice SO2 na alkalickém povrchu
Uhličitan sodný
–
Doba expozice 30 dnů
58
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
Monitorování depozice škodlivin
–
Metoda mokré svíce (depozice Cl-)
Glykol + H2O
59
Monitorování korozní agresivity
vnější prostředí
60
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Klasifikační systém IEC 654-4 (ANSI/ISA)
61
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Klasifikační systém IEC 654-4 (ANSI/ISA)
62
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Klasifikační systém IEC 654-4 (ANSI/ISA)
Vyhodnocování metodou katodické redukce
Tloušťka korozní vrstvy
h=
I.t.M
S.z.f
I – proud
t – doba redukce
M – molární hmotnost
S – plocha
z – mocenství kationtu
F – Faradayova konstanta
63
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Klasifikační systém ISO
64
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Klasifikační systém ISO
Obdoba ČSN ISO 9223
65
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Klasifikační systém ISO
–
–
–
–
Zkušební vzorky Cu, Ag
Velikost (50 x 30 mm)
Doba expozice 30 dní
Vyhodnocení
●
●
●
●
Změna hmotnosti
Vzhledový raiting
Analýza obrazu
Barevné změny
66
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
67
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
Korozní senzory (meandr 2,5 10-7 m)
Korozní senzor
Přístroj pro vyhodnocování
korozního znehodnocení senzoru
(Rohrback Cosasco Systém, Inc)
68
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
●
Výhody
–
–
●
Reakce senzoru s prostředím
Relativně snadné vyhodnocení
Nevýhody
–
Drahé sondy pro jednorázové použití
69
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
●
Korozimetry
Cu a Ag senzor korozimetru
Korozimetr OnGuard
(Purafil, Inc.)
70
Korozní agresivita vnitřních
prostředí
●
Výhody
–
–
●
Téměř okamžité výsledky
Možnost zpracování výsledků na PC
Nevýhody
–
–
Drahé zařízení
Náhradní sondy
71
Korozní prostředí a elektrotechnika
Korozní prostředí a elektrotechnika
Korozní prostředí a elektrotechnika
Korozní prostředí a elektrotechnika
Korozní prostředí a elektrotechnika

Podobné dokumenty

membránová čerpadla s pneupohonem

membránová čerpadla s pneupohonem PRO TEFLONOVÉ MEMBRÁNY: DODÁVANÉ MNOŽSTVÍ SE SNIŽUJE O 20 %. SACÍ VÝŠKA: 1,3 m suché čerpadlo, 4 m zaplavené čerpadlo. VÝTLAK 1/4” NPT vnitřní 1/2” NPT vnější

Více

manuale d`istruzioni cucine a gas high power max power 58

manuale d`istruzioni cucine a gas high power max power 58 G6F2H6+FG1 2 otevřené hořákyHigh Power + plynová trouba 1/1 GN G6F2P6+FG1 2 otevřené hořákyMax Power + plynová trouba 1/1 GN G6F2H6+FE1 2 otevřené hořákyHigh Power + elektrická trouba 1/1 GN G6F2P6...

Více

cenik doterra moc ml 1str

cenik doterra moc ml 1str Skin Care System w/ Hydrating Cream/Sada s hydratačním krémem Skin Care System w/ Hydrating Cream on LRP Skin Care System w/ Sada s krémem proti stárnutí Moisturizer Skin Care System w/ Moisturizer...

Více

aruba networks_hotel lev_netlancers_30_5_13

aruba networks_hotel lev_netlancers_30_5_13 “Aruba system is able to deliver glitch free video connectivity to 100 iPads.”

Více

Dodatečné podmínky užívání produktu Business Catalyst Datum

Dodatečné podmínky užívání produktu Business Catalyst Datum 500 USD nebo ekvivalent této částky v místní měně podle vybraného tarifu. Časově rozložené provize, jejichž součet je nižší než 500 USD, propadnou v případě ukončení této Smlouvy z jiného důvodu ne...

Více

D. DOKUMENTACE STAVBY

D. DOKUMENTACE STAVBY STAVEBNÍ ÚPRAVY (část D.1.2.) Prostor pro umístění „alternativního zdroje tepla pro vytápění a přípravu TV“ bude využita jedna ze stávajících místností v 1. PP domu č. p. 812, která je dnes nevyuží...

Více

zde

zde Některé z těchto polutantů pocházejí také z vnitřních zdrojů: oxid dusičitý z plynových kamen, sulfan jako bioodpad z lidí a některých užitkových materiálů, ozón může být produkován činností fotoko...

Více