Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- koroze:napadeni [2023/12/16 14:43] – [Koroze a mechanické namáhání] kudlacek
+++ koroze:napadeni [2023/12/16 20:29] (aktuální) – upraveno mimo DokuWiki 127.0.0.1
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
+====== Korozní napadení ======
+[[koroze:literatura|[2], [4], [5]]]
+Korozní napadení  [[https://cs.wikipedia.org/wiki/Sloup_v_Dill%C3%AD|kovu]] je možné  posuzovat buď z hlediska typu napadení nebo podle charakteru napadení, kdy je důraz kladen na reakčnost agresivního prostředí.
+===== Korozní napadení z hlediska typu =====
+Koroze může napadat celou hmotu kovu  nebo slitiny. Někdy se může projevit  jen na  povrchu nebo  může porušovat  některé složky  struktury. Jde
+o následující typy korozního napadení:
+**Rovnoměrná koroze** se rozvíjí více méně stejnou
+rychlostí na celém povrchu vystaveném působení korozního prostředí (obr.1a).  Začíná se nejdříve projevovat na zvlášť  aktivních místech (korozních centrech).  Aktivita  těchto  míst  je určována korozními
+podmínkami, přičemž počet korozních center je závislý
+na reaktivitě kovu za daných podmínek. Při velké vzájemné reaktivitě kovu a  korozního prostředí a většinou i při vzniku rozpustných korozních zplodin, které dovolují přístup  prostředí k povrchu  kovu, je počet
+korozních center  značný. Výsledkem je,  že povrch je
+postupně rovnoměrně napadán. Rovnoměrná koroze je nejpříznivějším typem korozního napadení. Stříbro, měď, ocel a  zinek jsou kovy, které jsou obvykle
+napadány rovnoměrně. Často jsou proto užívány jako referenční materiály pro
+klasifikaci korozní agresivity různých typů prostředí.
+<BOOKMARK:nrk>
+**Nerovnoměrná a  skvrnitá koroze** se  projevuje jen na  určitých místech
+povrchu kovu  (obr.1b). Začíná opět  v korozních centrech.  Těch je ale
+mnohem méně než v předcházejícím případě. Jsou-li tato místa z povrchu odstraněna, nebo je-li koroze na této části povrchu zpomalena (zmenšením aktivity korozního  prostředí nebo nižší aktivitou  kovu), rozšiřuje se korozní
+napadení do stran (skvrnitá koroze).  Jednotlivé skvrny se postupně spojují
+a přecházejí  na napadení  rovnoměrné. Vlivem  rozdílných vlastností  kovu,
+složení korozního prostředí a korozních  zplodin jakož i různého transportu
+korozního prostředí  po povrchu přechází skvrnité  napadení v nerovnoměrné.
+Příčinou  nerovnoměrné koroze  bývají i  koncentrační články  (nerovnoměrné
+provzdušnění), styk korozně odlišných kovů a teplotní rozdíly.
+<BOOKMARK:pit>
+**Důlková  a bodová  koroze** se  nejčastěji vyskytuje  u pasivovaných kovů
+(obr.1c). Porušením pasivní vrstvy vznikají aktivní korozní centra. Korozně zasažena je sice jen malá  část povrchu, a však napadení proniká hluboko do materiálu (pitting). Rychlost, s níž probíhá koroze na pasívním povrchu a v bodech je značně  rozdílná. Konečným výsledkem může být až prokorodování materiálu. Vznik těchto  napadení je podmíněn strukturální nehomogenitou povrchu  kovu (vměstky), přítomností nečistot  na povrchu, lokálním
+porušením pasivní  ochranné vrstvy. Vliv má  samozřejmě i korozní prostředí
+a vlastnosti korozních produktů. K bodové  a důlkové korozi dochází především v  roztocích obsahujících chlór, brom  nebo jód a jejich  soli (zejména
+halogenidy těžkých  kovů nebo chlórany). Napadány  jsou takto všechny kovy,
+zvláště nebezpečný je tento druh korozního  napadení pro hliník a jeho slitiny a pro korozivzdorné oceli.
+**Mezikrystalová [[koroze:mkoroze|koroze]]** se projevuje větší rychlostí  koroze po hranách
+zrn koroze vlastního zrna (obr.1d). Protože probíhá výhradně podél rozhraní zrn a proniká do značné hloubky popř. i celým průřezem, je doprovázena  výrazným zhoršením  mechanických vlastností  kovů. Postupné  porušování
+soudržnosti  postižených zrn  se projevuje  tím, že  slitina ztrácí pevnost
+i houževnatost a pozbývá kovového zvuku při úderu. V krajním případě ji lze
+rozetřít na  prášek (jednotlivá zrna).  Mezikrystalovou korozí je  ohrožena
+zejména korozivzdorná ocel, niklové a hliníkové slitiny. Lze jí čelit vhodným složením slitiny.
+{{ :obr:4_70.jpg?nolink&400 |}}
+<html>
+<center> </html>
+obr.1
+<html>
+</center> </html>
+**Transkrystalová koroze**  (stress cracking) na  rozdíl od předcházejícího
+typu probíhá  v samotných zrnech  (obr.1e). V materiálu  se tak vytváří
+síť značně rozvětvených trhlinek. Na rozvoj transkrystalového korozní napadení se podílí vnitřní pnutí a korozní prostředí. Tomuto koroznímu napadení
+podléhá mosaz  v parách amoniaku  nebo austenitické oceli  vlivem chloridů.
+Transkrystalové korozní napadení stejně jako mezikrystalová koroze je značně nebezpečná, protože uniká běžnému vizuálnímu pozorování.
+**Podpovrchová koroze**  je charakteristická tím, že  porušení vnitřku kovu
+bývá rozsáhlejší  než porušení povrchu. Vzniklé  korozní produkty mohou být
+spojeny s povrchem  kovu nebo mohou tvořit podpovrchové  pásmo bez zjevného
+spojení s povrchem. Korozní napadení  zobrazené na obr.1f vzniká na povrchu v místech nejmenší korozní  odolnosti. Povrchem se rozšiřuje do prostorné dutiny. S korozním napadením  tohoto typu se setkáváme u korozivzdorných  ocelí, hliníku  a olova.  Napadení na  obr.1g. je charakteristické
+vznikem puchýřků pod povrchem kovů. Stěna puchýřků pod povrchem může prokorodovat, zaplnit  se korozním prostředím. Korozní  proces pak může probíhat
+na povrchu.  Tento typ korozního  napadení se vyskytuje  u hliníku, hořčíku
+a jejich slitin ve vodě za vysoké teploty.
+**Selektivní [[koroze:skoroze|napadení]]** se vyskytuje u slitin s dvou a více fázovými strukturami (obr.1h). Korozní napadení se v tomto případě soustřeďuje jen na
+jednu fázi.  Jestliže korodující fáze tvoří  převážnou část struktury, bývá
+obvykle korozní  napadení rovnoměrné. V  případě, že korodující  fáze je ve
+struktuře přítomná v menším množství, vzniká napadení selektivní. Aby došlo
+k selektivní korozi,  musí mít korozní prostředí  schopnost pronikat úzkými
+štěrbinami do kovu nebo pronikat  méně napadanou fází. Selektivně mohou korodovat i fáze pod povrchem. Nejznámějším případem selektivní koroze je koroze probíhající u slitin měďi, nebo koroze konstrukčních ocelí v prostředí
+amoniaku.
+**Extrakční napadení** je obdoba  předcházejícího napadení. Při tomto napadení však  dochází ke korozi  jen jediné chemické  složky slitiny. Napadení
+může být rovnoměrné nebo může  rovnoměrně pronikat do materiálu. Místně mohou vznikat i důlky. Nejznámější případ extrakčního napadení je odzinkování
+mosazi.
+===== Hodnocení korozního napadení podle charakteru =====
+Rozvoj korozních dějů je podmíněn  reaktivitou vlastního kovu a korozního prostředí. Velmi často mohou být určující pro rozvoji korozního procesu určité podmínky korozního  prostředí nebo speciální materiálové kombinace.
+==== Koroze a mechanické namáhání ====
+V některých případech je korozní napadení v daném prostředí urychlováno mechanickým namáháním. Jde o kombinovaný proces vzájemného působení dvou
+degradačních činitelů,  který zahrnuje dva
+základní mechanizmy:
+**Koroze  za napětí**  - kombinovaný vliv koroze a napětí na rychlost korozního procesu. Vlivem  pnutí v materiálu  je koroze
+urychlována, ale  probíhala by i  bez jeho
+přítomnosti, avšak s nižší rychlostí.
+**Praskání korozí za  napětí** - kombinovaný vliv stálého nebo periodického mechanického namáhání a koroze. Korozní napadení bez současného mechanického namáhání neprobíhá.
+Korozní [[koroze:pkoroze|praskání]] se vyskytuje  u některých materiálů, speciálně slitin,
+vystavených mechanickému namáhání (např. napětí v tahu) a působení korozní
+ho prostředí. Příčina korozního praskání se vysvětluje buď na základě elektrochemické teorie (vznik místního korozního článku v materiálu) nebo napěťově sorpční teorií, která připouští oslabení kohezních vazeb mezi atomy na
+povrchu a tím snazší pronikání  složek korozního prostředí do materiálu. Ke
+koroznímu praskání dochází u uhlíkových ocelí nebo slitin mědi exponovaných
+v prostředí s obsahem amoniaku.
+Poměrně často je korozní praskání pozorováno u kovaru. Ke koroznímu praskání kovarových vývodů elektronických součástek může docházet vlivem špatné  tepelné úpravy nebo kontaminací těchto vývodů chloridovými ionty (např. z pájecích prostředků). Korozní praskání lze
+odstranit výběrem vhodného materiálu. Není-li to možné, je nutné snížit namáhání vhodným tepelným zpracováním.
+<WRAP center 50%>
+^  Slitiny  ^  Prostředí  ^
+| hliníku       | roztoky NaCl, mořská voda       |
+| mědi          | roztoky a páry čpavku           |
+| zlata         | solné roztoky, kyselina octová  |
+| hořčíku       | venkovská a přímořská atmosféra |
+| ocel uhlíková | mořská voda, čpavek             |
+~~Tab.#~~ Typická prostředí vyvolávající korozní prskání některých slitin
+</WRAP>
+[{{  :obr:4_72.jpg?nolink&200|Obr.2  Křivky korozní únavy. a - materiál nevystavený koroznímu namáhání, b - materiál korozně namáhaný}}]
+**Korozní únava** nastává, jestliže  je materiál vystaven střídavému mechanickému namáhání a současně koroznímu prostředí. Rozdíl mezi korozním praskáním a korozní únavou spočívá v tom, že při  korozní únavě  je materiál vystaven
+střídavému napětí. Se stoupajícím počtem cyklů  únavová  křivka  materiálu klesá, takže k lomu může dojít i pod mezí únavy
+(obr.2). Trhlinky  vznikající při korozní únavě jsou obvykle transkrystalové
+a mohou se větvit.
+Ostatní formy  kombinovaného korozního namáhání jsou  odvozeny od předchozích základních typů a patří sem:
+[{{:obr:4_73.jpg?nolink&200 |Obr.3 Mechanizmus vibrační koroze}}]**Vibrační koroze** (frettingová) nastává, jestliže dva povrchy jsou v vystaveny oscilaci při nízké  amplitudě (obr. ). Mechanizmus tohoto znehodnocení v  sobě zahrnuje jak  složku chemickou tak  mechanickou. Předpokládá se, že v místě styku ploch vznikají studené sváry, které se při kmitání porušují. Tím se styková místa ohřívají, což vyvolává oxidaci kovu. Odlišnost vibrační koroze  od opotřebení (vyvolaného jednosměrným  třením) je v relativně malé dráze pohybu a stálém vzájemném styku třecích ploch. Častým místem vibrační koroze  jsou např. šroubové, nýtované a  čepové spoje u leteckých konstrukcí. Výraznou měrou se  na vibrační korozi podílí vlhkost. Její zvýšení způsobí zpravidla snížení vibrační koroze. Vysvětluje se to vznikem
+mazacího filmu vytvořeného  adsorbovanou vodou. Vibrační
+namáhání  se může  uplatnit v  korozním procesu  i jiným
+způsobem. Např. u kontaktů  v důsledku vibračního pohybu
+dochází k  otírání povlaku kontaktu.  Obnažené části tak
+mohou  v korozním  prostředí snadno  oxidovat. Časem  se
+oxidační produkty akumulují do periferii mikroskopických
+smykových zón, kde narůstají a tak vyvolávají změnu kontaktního odporu.
+**Kavitace** je děj  na přechodu mezi korozí a  čistě mechanickým opotřebením.  Příčinou kavitace  je tvorba   a zánik  plynných nebo  parních bublin
+v souvisle  proudící kapalině.  Vlastnímu kavitačnímu  opotřebení předchází
+určitá inkubační doba, na kterou  má vliv elektrochemická koroze. Určujícím
+činitelem kavitačního  napadení je opakující  se mechanický ráz  při zániku
+bublin. S kavitačním opotřebením se  setkáváme např. u lopatek vodních turbin, čerpadel nebo lodních šroubů. Kavitace se projevuje nepříznivě nejenom
+z korozního hlediska,  ale i nepříznivými  zvukovými efekty. Ochrana  proti
+kavitaci je založena na použití  materiálů s dostatečnou pevností a tvrdostí.
+==== Koroze za speciálních podmínek ====
+[{{  :obr:4_23.jpg?direct&220|Obr.4 Mechanizmus štěrbinové koroze}}]**Štěrbinová  koroze**  nastává  v  místech  rozdílné koncentrace korozního
+prostředí jako  jsou např. přírubové  spoje, místa nýtování  apod. Příčinou
+štěrbinové koroze mohou  být i depozity  usazené   na  povrchu.  Vlivem
+zhoršeného pohybu korozního prostředí dochází k tomu, že ve štěrbině je
+rozdílná koncentrace  iontů v elektrolytu,  nebo že  je rozdílný  obsah
+kyslíku ve štěrbině a mimo štěrbinu.
+To  vede  ke  vzniku  koncentračních
+článků. Mechanizmus štěrbinové koroze je zřejmý z obr.4. V počátečním
+stadiu  je kov  v provzdušněné části
+oxidován např. Cl ionty na Me<sup>+</sup>
+a kyslík redukován OH<sup>-</sup>. V dalším stadiu na
+narůstá  v místě  štěrbiny koncentrace  chloridových a  vodíkových iontů.  Ve
+štěrbině se začne  měnit pH a koroze začne  narůstat. Se štěrbinovou korozí
+ se setkáváme u  většiny kovů, ale častější se vyskytuje  u kovů, které jsou
+chráněny přirozenou oxidovou vrstvou jako  např. nerez ocel, hliník a nikl.
+Výrazně štěrbinovou korozi urychluje chlorid sodný.
+**Nitková koroze** má obdobný mechanizmus jako štěrbinová koroze. Setkáváme
+se s  ní ponejvíce u kovů  chráněných organickými povlaky. Pórem  v povlaku
+proniká korozní prostředí  ke kovu. Jeli v tomto  místě menší adhezní síla
+mezi povlakem a povrchem kovu, začne se korozní prostředí hromadit a vytvářet  korozní  produkty.  Jestliže  je  průnik  korozního prostředí do takto
+vzniklého puchýře intenzivnější, korozní produkty narůstají a vlivem velké
+ho  tlaku povlak  praská. Jednotlivé   nitky narůstají  do šíře  a napadení
+přechází na nerovnoměrné.
+**Bimetalická koroze** (galvanická) vzniká při těsném kontaktu dvou rozdílných kovů. Ve vlhkých podmínkách  mohou tvořit tyto kovy galvanický článek,
+kde méně  ušlechtilý kov bude  korodovat. Bimetalická koroze  může probíhat
+také mezi kovem a jiným  elektricky vodivým materiálem, např. grafitem. Korozní napadení během bimetalické koroze závisí na mnoha faktorech. Jestliže
+je rozdíl potenciálů  mezi kovy malý, bude i koroze  malá. Jako příklad lze
+uvést systém měď  nikl. Dalším faktorem majícím vliv na bimetalickou korozi je velikost exponované plochy. Jestliže je plocha méně ušlechtilého kovu
+v porovnání s ušlechtilým kovem malá,  bude relativní úbytek korozně napadnutého materiálu  značný. Třetí faktor  ovlivňující bimetalickou korozi  je
+tenká vrstva vlhkosti soustředěná do oblasti kontaktu mezi kovy.
+**Koroze v [[koroze:pokoroze|pórech]] a trhlinkách**  je speciálním případem bimetalické koroze
+u kovových  povlakových systémů.  Póry, které  představují místní přerušení
+celistvosti povlaku jsou nebezpečné zejména tehdy, zasahují-li až k podkladovému materiálu.  Agresivní prostředí může v  takovémto případě působit na
+podklad  a iniciovat  vznik galvanických  článků. Výsledkem  tohoto procesu
+jsou korozní produkty, které nejdříve zaplní póry a postupně se dostanou až
+na povrch. Důležitou  roli v rozvoji tohoto korozního  děje hraje relativní
+vlhkost a materiál podkladu. Při relativních vlhkostech pod 50 % oxidy pod
+kladu (např.  <chem>Cu2O</chem>, NiO) obvykle již  nereagují na sirníky a  do jisté míry
+pór pasivují.  Naopak při vyšších  relativních vlhkostech může  docházet za
+určitých  okolností ke  vzniku galvanických  mikročlánků přímo  na povrchu
+a korozní rozrušení ochranného povlaku může být urychleno. U povlaků z drahých kovů jako je  např. Au, Rh a Ru je koroze  v pórech a trhlinkách dominantním degradačním procesem. Počet pórů a jejich velikost závisí na tloušťce povlaku, drsnosti povlaku, jakosti předběžných úprav, režimu pokovení.
+**Plížení korozních  produktů** po povrchu je  korozní děj charakteristický pro některé korozní  produkty, především <chem>Ag2S</chem> a <chem>Cu2S</chem>.  Na nepokovených místech mají  tyto produkty schopnost  při určité relativní  vlhkosti přelézat z místa  vzniku na  povlaky ušlechtilých  kovů.
+[{{:obr:4_20.jpg?nolink&200 |Obr.5 Vliv prachu na rozvoj koroze}}]Rychlost plížení korozních produktů závisí na složení korozní atmosféry. Tak např. korozní produkty <chem>CuSn6</chem> mohou v prostředí s <chem>H2S</chem> + <chem>Cl2</chem> překonat vzdálenost 0,5 mm k  Au za 10 h, kdežto v agresivním  prostředí pouze s <chem>H2S</chem>to trvá  až 500 h. K potlačení  plížení korozních produktů mědi  se používá niklová mezivrstva.
+**Koroze vyvolaná  malými částečkami**  prachu je zvláštní  případ koroze, kdy koncentrace škodlivých plynů je nízká a přesto může probíhat např. na  povrchu povlaku významný korozní proces. Hlavní roli zde  hrají prachové částice, které
+mohou  absorbovat  vlhkost  ze  vzduchu, rozpouštět se a vytvářet  na povrchu  koncentrované roztoky agresivních elektrolytů (obr.5).  Nerozpustné částice naopak mohou  část povrchu stínit  a tak iniciovat  vznik korozních článků s [[slovnik:start#ardif|diferenční aerací]].
+[<8>]

EKP

Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web

Rozdíly

Nástroje pro stránku