Korrózió kommunikációs dosszié KORRÓZIÓ. ANYAGMÉRNÖK LEVELEZŐ BSc KÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Átírás

1 KORRÓZIÓ ANYAGMÉRNÖK LEVELEZŐ BSc KÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI TANSZÉK Miskolc, 2008.

2 Tartalom jegyzék 1. Tantárgyleírás, tárgyjegyző, óraszám, kreditérték 2. Tantárgytematika (órára lebontva) 3. Minta zárthelyi 4. Vizsgakérdések, vizsgáztatás módja 5. Egyéb követelmények

3 1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy/kurzus címe: A tantárgy/kurzus száma: Félév: KORRÓZIÓ Anyagmérnök BSc MAKKEM 201BL 2 A kurzus típusa: Óraszám/félév: Kreditek száma Előadás + gyakorlat GY 2 Tárgyjegyző és előadó tanár: Dr. Bánhidi Olivér egyetemi docens Intézet/tanszék: Műszaki Anyagtudományi Kar Kémiai Tanszék A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: A levelező BSc képzés törzsanyagának része. A kurzus célja: A korrózió fogalmának, fajtáinak, mechanizmusának, a korrózió elleni védelem aktív és passzív módszerek elvi alapjainak megismerése. A kurzus leírása: A korrózió fogalma, fajtái (kémiai korrózió, elektrokémiai korrózió, kontaktkorrózió, talajkorrózió, nemfémes szerkezeti anyagok korróziója, stb.). Az elektrokémiai korróziónál lejátszódó folyamatok, és az azokat befolyásoló paraméterek. Korrózió a légkörben, talajban, vizes oldatokban. A szerkezeti anyagok kiválasztása a várható korróziós hatások figyelembevételével. Passzív korrózió védelmi módszerek szervetlen nemfémes bevonatokkal, fémes bevonatokkal és szerves bevonatokkal. Inhibitorok és szerepük a korrózió elleni védelemben. Az aktív korrózióvédelem korrózióvédelmi módszerek alapelve. Elektrokémiai védelem mártíranód alkalmazásával. A kóbor-áram okozta korrózió elleni védelem. Részben, vagy teljes egészében földbe helyezett objektumok korrózió elleni védelme. Korrózióvédelem a vegyiparban. A kreditpontok megszerzésének követelményei: A félév során írandó nagy zárthelyi, valamint a laborgyakorlatokon írt zárthelyik és az osztályozott gyakorlatok átlaga minimum elégséges legyen. Oktatási módszer: Előadás számítógépes vetítő (Powerpoint alapú bemutató) segítségével, a laboratóriumi gyakorlaton mérések elvégzése. Előfeltételek: Sikeres vizsga Fizikai Kémia I. és Fizikai Kémia II. kurzusokból. Oktatási segédeszközök: Dr. Dévay József: Fémek korróziója és korrózióvédelme, MK. 1979, Erdey Grúz. T. - Schay G. : Elméleti fizikai kémia III. Akadémiai kiadó. Vizsgáztatási módszer: Írásbeli az ún. minimumkérdésekből, gyakorlati jegy, a laboratóriumi gyakorlatokon írt zh-k és mérési jegyzőkönyvekre adott jegyek (1 5) átlagából. Kell-e jelentkezni a kurzusra: Igen, a félév kezdeti előtti regisztrációs héten, a NEPTUN rendszeren.

4 2. TANTÁRGYTEMATIKA Tantárgytematika (ütemterv) Korrózió Anyagmérnök BSc, levelező képzés 3. évf. 2. félév, 5 e + 5 gy/félév. hét dátum előadás gyakorlat A korrózió fogalma, fajtái, a korrózió sebessége, kémiai korrózió (száraz oxidáció), az elektrokémiai korrózió fogalma, a fontosabb folyamatok ismertetése, a Pourbaix diagramok szerepe, az Fe, Zn, Al részletes Pourbaix diagramjai, az elektródfolyamatok kinetikájának alapjai, a polarizáció, a túlfeszültség, aktiválási polarizáció, a Tafel egyenlet, a diffúziós polarizáció, a passzivitás Forgószínpad elv szerinti laboratóriumi gyakorlatok: 4. csoportban 1. mérés: Betonba ágyazott próbatest elektródpotenciáljának mérése katódos polarizáció esetén, a katódos védelem alapjainak megismerése. 2. mérés: fémbevonatok vastagságának meghatározása roncsolásmentes módszerrel. 3. mérés: Fémbevonatok rétegvastagságának meghatározása coulombmetriás módszerrel. 4. mérés: Korróziósebesség meghatározása a korróziós áram mérése alapján. A kontaktkorrózió és a differenciális szellőzésű elemek, a lyukkorrózió, a feszültségkorrózió és korróziós kifáradás,atmoszférikus korrózió, a korrózióvédelem alapjai, a katódos elve, korróziós inhibitorok és korrózió elleni védőbevonatok A tantárgy lezárásának módja: gyakorlati jegy (sikeres minimum zh esetén- min. 50 %). A zárthelyiken íróeszközön kívül semmilyen más segédeszköz nem használható! Dr. Bánhidi Olivér Dr. Kovács Károlyné dr. egyetemi docens, előadó egyetemi docens, tanszékvezető

5 3. Minta zárthelyi Minta Zh feladatsor (a feladatsor megoldására rendelkezésre álló idő 30 perc) 1. Mikor beszélünk kémiai korrózióról?. 2. Milyen típusú görbék szerint megy végbe az oxidréteg vastagodása száraz oxidációnál?. 3. Mi a csereáram-sűrűség?. 4. Mi a Flade potenciál, és hogyan függ a ph-tól vason, krómon? (egyenlettel!) 3 p. 5. Mi történik a nemes, és kevésbé nemes fémmel kontaktkorrózió esetén?. 6. Mi a koncentrációs elem lényege?. 7. Milyen összefüggés van a kritikus pitting-potenciál és a fém pittingesedési hajlama között? 8. Rajzolja fel az anódosan vezérelt folyamat Evans diagramját!. 9. Mit nevezünk differenciális szellőzésű elemeknek, vagy celláknak?. 10. Milyen célra szolgálnak a Pourbaix diagramok??. 11. Írja fel a túlfeszültség és az áramsűrűség közötti kapcsolatot diffúziós polarizáció esetén! 12. Mi a küszöbfeszültség?.. 3 p. A Minta zárthelyi megoldása és értékelése 1. Mikor beszélünk kémiai korrózióról? A helyes válasz: Kémiai korrózióról akkor beszélünk, ha az oxidációs és redukciós folyamat térben nem különül el, illetve, ha ez az elkülönülés nem haladja meg az egy atom átmérőjének megfelelő távolságot. 2. Milyen típusú görbék szerint megy végbe az oxidréteg vastagodása száraz oxidációnál? A helyes válasz: Száraz oxidációnál az oxidréteg időbeli vastagodása 3 típusú görbe szerint mehet végbe: logaritmikus görbe szerint (ez a legkedvezőbb), parabolikus görbe szerint és lineáris görbe szerint. 3. Mi a csereáram-sűrűség? A helyes válasz: A csereáram-sűrűség az elektrokémiai egyensúly esetén mind anódos, mind katódos irányban folyó áramsűrűség, a két irányban folyó áramsűrűség abszolút

6 értékben egyenlő, így makroszkopikus szinten nem történik változás. 4. Mi a Flade potenciál, és hogyan függ a ph-tól vason, krómon? (egyenlettel!) A helyes válasz: Ha külső potenciál alkalmazásával kialakított passzív állapotban a polarizáló áramot hirtelen megszakítjuk, a passzív állapotban lévő elektród potenciálja először meredeken csökken, majd a csökkenés meredeksége fokozatosan csökken, egy ponttól azonban újra meredeken fog csökkenni. Ez a pont az ún. Flade potenciál. Értéke anyagi minőségtől és a közeg ph-jától is függ. Vason krómon az Flade potenciál az alábbiak szerint függ a ph-tól: E F = E 0 F 0,059*pH, ahol E 0 F a ph =0-hoz tartozó ún. standard Flade potenciál. 3 p 5. Mi történik a nemes, és kevésbé nemes fémmel kontaktkorrózió esetén? A helyes válasz: Kontaktkorrózió esetén a nemesebb fém korróziója lecsökken, esetleg meg is szűnhet, a kevésbé nemes fém korróziója pedig felgyorsul. 6. Mi a koncentrációs elem lényege? A helyes válasz: Koncentrációs elem jön létre amikor pl. egy fém saját ionjainak két, eltérő koncentrációjú oldatába merül. Ilyen esetben ha a potenciálkülönbség a 2 oldatban lévő ionkoncentráció függvénye, és ha rövidre zárjuk a koncentrációs elemet, akkor a koncentrációs kiegyenlítődnek, miközben áram folyik át a rendszeren. 7. Milyen összefüggés van a kritikus pitting-potenciál és a fém pittingesedési hajlama között? A helyes válasz: A fémek és ötvözetek lyukkorrózióra való hajlamát sokan a kritikus pittingpotenciálok alapján ítélik meg. Minél pozitívabb EL értéke, annál kevésbé hajlamos a fém lyukkorrózióra. 8. Rajzolja fel az anódosan vezérelt folyamat Evans diagramját!

7 A helyes válasz: 9. Mit nevezünk differenciális szellőzésű elemeknek, vagy celláknak? A helyes válasz: A korrózió szempontjából nagyon fontosak az azonos fémen az oldott oxigén különböző helyi koncentrációja miatt keletkező elemek, melyeket differenciális levegőzésű, illetve differenciális szellőzésű elemeknek nevezünk. A cellákban az oxigénnel jobban ellátott felületek rendelkeznek pozitívabb potenciállal. 10. Milyen célra szolgálnak a Pourbaix diagramok? A helyes válasz: A Pourbaix diagramok segítségével információt kapunk arra vonatkozóan, hogy adott fém és korróziós közeg esetén a ph és az elektródpotenciál függvényében milyen folyamatok mehetnek végbe. 11. Írja fel a túlfeszültség és az áramsűrűség közötti kapcsolatot diffúziós polarizáció esetén! A helyes válasz: η = (R*T/(z*F))*ln(C x=0 / C o ) = (R*T/(z*F))ln(1 j/j H ) 3 p 12. Mi a küszöbfeszültség? A helyes válasz: Feszültségkorróziónál létezik egy minimális feszültség, mely alatti igénybevétel esetén feszültségkorróziós törés még igen hosszú idő alatt sem következik be. Ez a küszöbfeszültség.

8 4. Számonkérés: Az aláírás megszerzéséért írandó minimum kérdéseket tartalmazó zárthelyi (melynél az összpontszám 50 %-a jelenti a megfelelt minősítést, és az aláírás megszerzését) mellett, a gyakorlati jegy a mérések előtt írt kis zárthelyikre adott jegyek, és a gyakorlatokon elvégzett mérések alapján készített jegyzőkönyvekre adott gyakorlati jegyek átlagából adódik. 5. Egyéb követelmények