Korrosioa: Definizioa, Motak eta Babes Metodoak

Korrosioa: Sarrera

Korrosioa gainazalean hasten den prozesu elektrokimikoa da. Hiru korrosio-prozedura ezberdin daude:

• Ur-korrosioa: disolbatzailearen medioa ura denean.
• Tenperatura altuko oxidazioa: oxigenoaren erreakzioa tenperatura altuetan.
• Korrosioa berotan: tenperatura altuetan gasekin gertatzen diren erreakzioak.

Herdoilketa redox erreakzio bat da, non gutxienez metal batek elektroiak galtzen dituen gune anodiko bat (edo anodo bat) osatuz, eta baita katodo bat ere.

Anodoan oxidazioa gertatzen da; hau da, anioiek elektroiak ematen dituzte eta, gehienetan, disolbatu egiten dira (baina ez beti).

Anodoan: M → M⁺ⁿ + n e^-

Katodora katioiak doaz, eta bertan erredukzioa gertatzen da, elektroiak irabaziz. Orokorrean, hau gertatzen denean, metala agertzen da.

Katodoan: M⁺ⁿ + n e^- → M

Material batzuk oso egonkorrak dira korrosioarekiko, nahiz eta beraien erredukzio-potentziala baxua izan. Adibidez:

• Aluminioa eta bere aleazioak
• Nikela eta bere aleazioak
• Kromoa
• Titanioa eta bere aleazioak
• Altzairu herdoilgaitzak (>12% Cr)

Hau gainazalean sortzen den geruza pasibatzaileari esker gertatzen da, nanometro gutxi batzuetako lodiera besterik ez duena.

Korrosio Motak

1. Korrosio Uniformea

Gainazal oso bat giro korrosibo batean dagoenean, gainazal guztia uniformeki herdoiltzen da. Korrosio mota honek material kantitate gehien galtzea eragiten du oxidoaren sorreragatik, baina aurreikusteko errazena da, oso erraz neurtzen eta detektatzen delako.

Ekiditeko:

• Babes katodikoa.
• Margoak eta estaldurak.

2. Korrosio Galbanikoa

Hiru baldintza bete behar dira korrosio galbanikoa gertatzeko:

• Elektrokimikoki ezberdinak diren bi metal edo aleazio egon behar dira.
• Bi metal edo aleazio hauek ukipen elektrikoan egon behar dira.
• Bi metalak elektrolito baten eraginpean egon behar dira.

Metal nobleenak (potentzial elektrokimiko altuena duenak) ez du korrosiorik jasango, eta metal aktiboenak (potentzial baxuena duenak) jardungo du anodo gisa, hots, herdoildu egingo da. Honetaz jabetzeko serie galbanikoa erabiltzen da. Bertan, hau hartu da kontuan:

• Aleazio industrialak.
• Haien erredukzio-potentzialak itsasoko uretan neurtu dira (%5 NaCl).

Aleazioen artean elementu baten edukia oso ezberdina bada, orduan pare galbaniko bat osatzen ari gara.

Korrosioaren abiadura katodoaren eta anodoaren tamainarekin erlazionatuta dago:

• Gune anodiko handi batek eta katodiko txiki batek korrosio txikia eragiten dute.
• Gune katodiko handi batek eta anodiko txiki batek elkarturik korrosio azkarra eragiten dute.

Ekiditeko komenigarria da:

• Serie galbanikoan oso gertu dauden aleazioak erabiltzea.
• Gune anodiko oso handiak eta katodiko oso txikiak erabiltzea (anodo/katodo azalera-erlazioa handia izatea).
• Material metaliko ezberdinen artean isolatzaileak jartzea.
• Hirugarren metal anodikoago bat erabiltzea beste bietara loturik (sakrifizio-anodo bidezko babes katodikoa).

3. Aireztapen Diferentzialeko Korrosioa ("Crevice")

Metal beraren bi gune ioi-kontzentrazio ezberdinetan badaude, emaitza kontzentrazio-pila bat da:

E_M = E⁰_M + (R · T / (n · F)) · ln ([Erreaktiboak] / [Produktuak])

Disolbatutako oxigenoaren kontzentrazioa ezberdina bada uretan, elektrolitoaren gune ezberdinetan, metal bakar batekin pila galbaniko bat osa daiteke. Korrosio mota hau gainazal oso itxietan gertatzen da, hala nola zartaduretan, zirrikituetan eta zikinkeria pilatzen den lekuetan. Leku horretan dagoen oxigenoa agortzen denean agertzen da (Nernst-en ekuazioaren arabera, potentziala aldatu egiten da).

Korrosio hau galarazteko:

• Soldatutako loturak erabili, torlojuak edo errematxeak erabili beharrean.
• Diseinuan kontuan hartu horrelako gunerik ez sortzea.
• Askotan hustu eta garbitu, edukiontzi bat bada.

Aireztapen diferentzialaren antzekoa da, baina kasu batzuetan zuloak materialak berak sortzen ditu, mikroegitura ezberdin bat, gainazal-akats bat edo konposizio kimikoaren ezberdintasun bat zegoelako (ez da erraz detektatzen).

4. Korrosioagatiko Pitzadurak

Ur gaziak, eta askotan CO₂-ak eta H₂S-ak (azken honen presentziak ingurune oso bortitza sortzen du, arrakalak finak eta zeharkakoak izanik) dira honen eragile nagusiak.

5. Korrosio Intergranularra

Aleazioen ale-mugetan gertatzen da. Elementuen konposizioa ezberdina izan daiteke gune horietan, segregazio dendritikoa dela eta, korrosioarekiko erresistentzia txikiagotuz. Adibidez, altzairu herdoilgaitzetan soldadura-prozesuen ondorioz gerta daiteke.

6. Korrosioa Disoluzio Selektiboagatik

Ez da askotan gertatzen, aleazio batzuetan bakarrik. Elementu bat bestearen fase batean selektiboki disolbatzen denean gertatzen da.

7. Korrosio-Higadura

Mugimenduan dagoen fluido korrosibo batek sortzen du. Fluidoak materiala higatu eta eramango du azkenean, babes-geruza desagerraraziz.

8. Lan Baldintzengatiko Korrosioa

Batzuetan, trakzio-indarrak egoteagatik, normalean inertetzat jotzen den material bat herdoildu daiteke. Hiru egoera nagusi bereizten dira:

• Korrosioa tentsiopean (SCC - Stress Corrosion Cracking): Plastikoek ere jasan dezakete. Aleazio gehienek paira dezakete hau; horregatik, oso garrantzitsua da tentsioak kentzeko tratamendu termikoak egitea.
• Hidrogeno bidezko hauskortzea: Tenperatura altuetan, akatsak daudenean edota estaldura-tratamendu baten ondorioz gertatu daiteke (hidrogenoa aleazioaren barruan sartzen da, haren propietate mekanikoak aldatuz).
• Korrosio-Nekea: Esfortzu ziklikoak eta ingurune korrosibo baten aldibereko eraginaren emaitza da. Sortzen diren pitzadurak oso hauskorrak izan ohi dira.

Korrosioaren Aurkako Babesa

Materiala ondo aukeratzea funtsezkoa da korrosioari aurre egiteko. Horretarako:

• Lan-baldintzak (ingurunearen agresibitatea, tenperatura, esfortzuak) ondo aztertu eta horien araberako materiala hautatu.

Batzuetan, material egokiena garestiegia izan daiteke, edo babes gehigarria behar du. Kasu horietan, beste babes-metodo batzuk erabil daitezke:

1. Ingurumenaren eraso-ahalmena murriztea (adibidez, inhibitzaileak erabiliz, pH-a kontrolatuz edo hezetasuna gutxituz).
2. Gainazal-estaldurak aplikatzea (organikoak: margoak, plastikoak; ez-organikoak: metalikoak, zeramikoak).
3. Babes katodikoa erabiltzea (sakrifizio-anodoen bidez edo kanpoko korronte bat inposatuz).