Korrosion

Question 1

Vad krävs för korrosion?

Answer 1

Metallen måste utsättas för ett oxidationsmedel samtidigt som elektroner måste kunna vandra från en anodyta till en katodyta. (Det finns potential)

Question 2

Vad är en anodreaktion?

Answer 2

Oxidation - avger elektroner

Question 3

Vad är en katodreaktion?

Answer 3

Reduktion - tar upp elektroner

Question 4

Vad är korrosion?

Answer 4

Korrosion är att metallen löses upp, INTE att det bildas korrosionsprodukter. Joner transporteras i elektrolyten och elektroner i metallen

Question 5

Vad är polarisation?

Answer 5

Förändringen av en reaktions potential från jämvikt. Medför att hastigheten ändras, elektroner dras till pluspolen.

Question 6

Vad visar ett polarisationsdiagram?

Answer 6

Hur delreaktionernas hastighet förändras med potentialen

Question 7

Vad beror korrosionshastigheten på?

Answer 7

• i₀ (hastigheten vid jämvikt, kallas för utbytesströmtätheten) för katodreaktionen på metallen, varierar med många 10-potenser. Reaktions- och materialberoende.
• Hur snabb katodreaktionen kan bli.
• Ev. korrosionsprodukter som bromsar förloppet.

Question 8

Vad innebär kemisk jämvikt?

Answer 8

Att en reaktion går åt bägge håll med samma hastighet

Question 9

Vad är jämviktspotential?

Answer 9

Det är vid den potentialskillnad (spänning) där anod- och katodreaktionerna går lika snabbt, dvs jämviktspotential.

(Över ett cellmembran är jämviktspotentialen av ett jonslag den spänningsskillnad som råder då det inte sker någon nettotransport över membranet av detta jonslag.)

Question 10

Hur definieras och beräknas korrosionshastighet?

Answer 10

Korrosionshastigheten definieras som tjockleksminskning per tidsenhet, det vill säga materialförlust per tidsenhet. Mäts ofta i enheten mm/år.

Korrosionshastigheten beräknas genom storleken av ström per areaenhet. Mäts ofta i ampère/mm^2.

Question 11

Hur bildas en passiv yta (passivering)?

Answer 11

Ibland bildas en oxid som restprodukt vid korrosion. Denna oxid bildar en tät och vidhäftande hinna på ytan som begränsar kontakten med oxidationsmedlet. Den så kallade passiva ytan är oftast bara några mikrometer tjock men isolerar halvcellerna tillräckligt för att begränsa korrosionen. KRÄVER SYRE.

metall + O2 → metalloxid

Question 12

Hur motverkar man miljöpåverkan som leder till korrosion?

Answer 12

• Förhindra uppkomst av elekrolyt, exempelvis kondens el. liknande.
• Förbruka oxidationsmedlet: Ej passiverbara metaller.
• Använd passivator, vilket underlättar passivering.
• Använd inhibitor, vilket är en tillsats som bromsar anod- och/eller katodreaktion.

Question 13

Hur motverkar man att materialet ger upphov till korrosion?

Answer 13

• Byt till resistent belägg:
  
  • Katodiskt skydd (anodiskt skikt)
    ex. Zn-skikt på stål, galvanisering
  • Anodiskt skydd (katodiskt skikt)
    ex. Ni, Cr på stål eller mässing
    OBS Skadekänsligt
  • Färg
    aktiv / passiv / kombinera
  • Plast/Gummi/Keram
  • Metalliska skikt
  • Kompositrör
• Skydda
  
  • Katodiskt
    
    • Offeranod
      Låg investeringskostnad, förbrukning
    • Pålagd potential
      Strömförbrukning
      OBS H2-utveckling
  • Anodiskt - Passivera
    
    • Motelektrod
    • Referenselektrod
    • Reglersystem
      Hög investeringskostnad, låg energiförbrukning, inget H2

Question 14

Hur motverkar man att konstruktionen ger upphov till korrosion?

Answer 14

• Galvansik koppling
  
  • Samma material
  • Separera elektriskt
  • Utfällningsrisk
• Spalter
• Kondens
• Avrinning
• Strömmningsförhållanden
• Köldbryggor

Question 15

Vilka korrosionstyper existerar?

Answer 15

• Allmän korrosion
  Vanlig, Katod- & anodytor inte särskiljbara -> jämnt angrepp.
• Galvanisk korrosion
  2 material med olika ädelhet i elektrolyt -> galvanisk cell. Mindre ädla = anod, Ädlare = katod.
• Spaltkorrosion
  Drabbar smala spalter, då syret i spalten försvinner vilket flyttar anodreaktionen till spalten -> korrosion.
• Gropfrätning
  Uppkommer på passiverbara metaller i närvaro av CL- joner. Jonerna bryter sönder passivfilmen och blottlägger metallen som blir anodyta och filmen blir katodyta. Stor katod + liten katod = hög korrosionshastighet och stora gropar.
• Selektiv korrosion
  Uppkommer i legeringar med element av olika ädelhet. Det oädlare elementet lakas ur och bildar en porös massa av det ädlare.
• Luftningscell
  Varierande syrgastillgång i en elektrolyt. Syrerikt = katodyta, Syrefattigt = anodyta.
• Errosionskorrosion
  Uppstår på ytor i kontakt med hög vätskehastighet och turbulent strömning vilket ger en eroderande verkan på ytan.
• Atmosfärisk korrosion
  Allmän korrosion vid utomhusexponering.
• Spänningskorrosion
  Uppkommer vid samverkan mellan statiska dragspänningar i metallen och ett korroderande medium.

Question 16

Vad är skärpunkten mellan två reaktioner i ett polarisationsdiagram? Vad händer där?

Answer 16

Korrosionspotential och korrosionsströmtäthet

Anod- och katodreaktion med samma hastighet, “allmän korrosion”

Question 17

Vad är anod- och katodreaktionen i ett polarisationsdiagram?

Answer 17

Anodreaktion: “näsan”

Katodreaktion: rak, negativ linje

Om katodreaktion är över nästippen -> materialet har passiverats, den höjden kallas “passiveringspotential”

Question 18

Vad är “nästippen”?

Answer 18

Kritisk strömtöthet (i_krit)

Är också högsta korrosionshastigheten i aktivt tillstånd

Question 19

Vad kallas punkten längst till vänster om “näsan”?

Answer 19

Passiveringsström

Har lägst korrosionshastighet i passivt tillstånd

Question 20

Ju mer höger man kommer i ett polarisationsdiagram desto..

Answer 20

…högre blir passivhastigheten, alltså större hastighet på anodreaktionen

Question 21

Vad sker under korrosionspotentialen?

Answer 21

katodreaktionshastighet >> anodreaktionshastighet

-> korrosion försumbar

Question 22

Vad sker över nästippen?

Vad sker på nästippen?

Answer 22

Materialet passiverat (tunnt oxidskikt)

-> långsam anod-katodreaktion

Materialet har ej passiverats än

• > snabb anodreaktion -> korroderar

Question 23

Vad är koncentrationspolarisation?

Answer 23

Lodrät linje i polarisationsdiagram där transport av O₂ till Fe-ytan begränsar katodreaktionens hastighet, dvs om potentialen sänks så ökar ej passivhastigheten.

Question 24

Vad kallas områdena 1, 2, 3, 4 i figuren?

Answer 24

1. i_krit - Den kritiska strömtätheten
2. Passiveringspotential
3. Passivströmtätheten
4. Genombrottspotentialen

Question 25

Vad är korngränskorrosion och i vad kan det uppstå?

Answer 25

Korngränskorrosion är en korrosionsform som kan uppstå i rostfritt stål efter t ex svetsning pga att kromkarbider kan bildas i korngränserna vid svalning. Kromet som krävs av denna bildning tas från närliggande områden som då får en kromhalt under 13%, vilket är den lägsta kromhalten som kräfs för passivering och således skydd mot korrosion.