Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék KORRÓZIÓ. Bevezetés a fémek korróziójába

Hasonló dokumentumok
Gázelosztó rendszerek üzemeltetése III. rész Gázelosztó vezetékek korrózióvédelme

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

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

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

Kémiai energia - elektromos energia

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

Általános Kémia, 2008 tavasz

Kémiai alapismeretek hét

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Orvosi Fizika 13. Bari Ferenc egyetemi tanár SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Építményeink védelme március 27. Acélfelületek korrózió elleni védelme fémbevonatokkal

Közlekedésmérnöki Kar Műszaki kémia labor. 3. Korrózió. FÉMEK KORRÓZIÓJA Dr.Bajnóczy Gábor

Különleges anyagok. Fémek tulajdonságait meghatározó tényezők. Az előadás során szó lesz

Korrózióvédelem kommunikációs dosszié KORRÓZIÓVÉDELEM KÖRNYEZETMÉRNÖK NAPPALI KREDITES KÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Vízkezelés és korrózióvédelem az épületgépészetben. Vízellátás, csatornázás, gázellátás II március 12.

A kémiai korrózió, másként szárazkorrózió vagy nagy hőmérsékletű általában nagy hőmérsékleten, oxidáló atmoszférában megy végbe. A kémiai reakciókban

Elektrokémia kommunikációs dosszié ELEKTROKÉMIA. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI MSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

FÉMEK KORRÓZIÓJA Dr.Bajnóczy Gábor

KORRÓZIÓS ÁRAM MÉRÉSE FÉM KORRÓZIÓSEBESSÉGÉNEK MEGHATÁROZÁSA KORRÓZIÓS ÁRAM MÉRÉSE ALAPJÁN

Redoxireakciók. Egy anyag csak akkor oxidálódhat, ha a leadott elektronokat egyidejűleg egy másik anyag felveszi

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

7. előadás

A korrózió elleni védekezés módszerei. Megfelelő szerkezeti anyag alkalmazása

Kémiai alapismeretek 11. hét

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

TTV típusú pillangószelepek

Korrózió kommunikációs dosszié KORRÓZIÓ. ANYAGMÉRNÖK NAPPALI BSc KÉPZÉS, SZABADON VÁLASZTHATÓ TÁRGY TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Áramforrások. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető.

Elektrokémia a kémiai rendszerek és az elektromos áram kölcsönhatása

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!


1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz

Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.

MAGYAR RÉZPIACI KÖZPONT Budapest, Pf. 62 Telefon , Fax

Épületgépészeti csőanyagok kiválasztási szempontjai és szereléstechnikája. Épületgépészeti kivitelezési ismeretek szeptember 6.

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

Kontakt korrózió vizsgálata

Lég- és iszapleválasztás elmélete és gyakorlati megoldásai. Kötél István Flamco Kft

Alk.elkém. 3 ea vázlata

ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

Elektro-analitikai számítási feladatok 1. Potenciometria

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

Eredeti Veszprémi T. (digitálisan Csonka G) jegyzet: X. fejezet

Dr. RADNAY László PhD. Tanársegéd Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Elektronátadás és elektronátvétel

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Kémiai tantárgy középszintű érettségi témakörei

Kiss László Láng Győző ELEKTROKÉMIA

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

A ferrát-technológia klórozással szembeni előnyei a kommunális szennyvizek utókezelésekor

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

8. oldaltól folytatni

Lánghegesztés és lángvágás

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

tiszta alumínium hegesztő azonos tartalmú főlemezekhez ) magnézium-alumínium hegesztő huzal aluminium flux (kínai hegesztőhuzal (általános

!MICHAEL KFT Csavar és kötőelem szaküzlet '1103 Budapest Gyömrői út 150 Telfon:0611/ Fax:06/1/

Sejtek membránpotenciálja

Automata titrátor H 2 O 2 & NaOCl mérésre klórmentesítő technológiában. On-line H 2 O 2 & NaOCl Elemző. Méréstartomány: 0 10% H 2 O % NaOCl

Elektrokémia Kiegészítés a praktikumhoz Elektrokémiai cella, Kapocsfeszültség, Elektródpotenciál, Elektromotoros erı.

Nedves, sóterhelt falak és vakolatok. Dr. Jelinkó Róbert TÖRTÉNELMI ÉPÜLETEK REHABILITÁCIÓJA, VÁROSMEGÚJÍTÁS ORSZÁGOS KONFERENCIASOROZAT.

AZ ELEKTROKÉMIA VÁLOGATOTT ALKALMAZÁSI TERÜLETEI

MSZ 20135: Ft nitrit+nitrát-nitrogén (NO2 - + NO3 - -N), [KCl] -os kivonatból. MSZ 20135: Ft ammónia-nitrogén (NH4 + -N),

Ipari vizek tisztítási lehetőségei rövid összefoglalás. Székely Edit BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Kétalkotós ötvözetek. Vasalapú ötvözetek. Egyensúlyi átalakulások.

Dr. Bánhidi Olivér Egyetemi docens

a NAT /2010 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

1. feladat Összesen 10 pont. 2. feladat Összesen 10 pont

Szakmai ismeret A V Í Z

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Redox reakciók. azok a reakciók, melyekben valamely atom oxidációs száma megváltozik.

Oldatok - elegyek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Jellemző redoxi reakciók:

Korrózióálló acélok felületkezelési eljárásai. Pető Róbert

7.3. Plazmasugaras megmunkálások

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Dr. Kopecskó Katalin

ACÉLOK MÉRNÖKI ANYAGOK

Oldatok - elegyek. Többkomponensű homogén (egyfázisú) rendszerek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Áramforrások. Másodlagos cella: Használat előtt fel kell tölteni. Használat előtt van a rendszer egyensúlyban. Újratölthető.

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013. (III. 28.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Átírás:

KORRÓZIÓ Bevezetés a fémek korróziójába

Bevezetés A korrózió fogalma, alaptípusai

A korrózió fogalma Az üzemelő szerkezetek anyagai gyakran kerülnek kapcsolatba többnyire folyadék vagy gáz halmazállapotú agresszív közegekkel (környezettel): ezek a fizikai rendszerek a termodinamikailag stabilabb állapotba igyekeznek kerülni és ennek eredménye a KORRÓZIÓ jelensége. Károsodási folyamat, hatása jelentős Határfelületi probléma: fém közeg határ

A korrózió alaptípusai Kémiai korrózió Más néven: száraz korrózió Pl.: nagy hőmérsékleten, oxidáló közegben Elektrokémiai korrózió Más néven: nedves korrózió Pl.: hajó tengervízben Lényegében galvánelem Gyakoribb eset

Lehetséges forgatókönyvek Ha a korróziós feltételek kialakulnak a következő esetek fordulhatnak elő: A fém korrodálni kezd A fém inerten, immunisan viselkedik A fém passziválódik A fém felületén bevonat képződik vegyületréteg

Elektrokémiai korrózió

Elektrokémiai korrózió Résztvevők : Korróziós közeg, mint elektrolit Korrodáló anyag, mint elektród A kettő együtt az elektrokémiai cella Alapfolyamat: töltéscsere a két fázis között Cu lemez rezes sóoldatban (Cu/Cu 2+ : spontán) Acélszerkezet sós vízben Az elektrolit és az elektród között potenciálkülönbség alakul ki

Elektrokémiai korrózió Az egyensúly kialakulása töltésmegoszlásra vezet, és kialakul az elektrokémiai kettősréteg. Vastagsága néhány nm, és a sarkain fellépő potenciálkülönbség V nagyságrendű. Ezt nevezik abszolút elektródpotenciálnak, illetve cellapotenciálnak.

Az elektrokémiai egyensúly Az egyensúlyt az alábbi egyenlet fejezi ki: M M z ze Az elektronáramlás két azonos nagyságú, de ellentétes előjelű áramot (Ic) eredményez Az Ic áram neve: kicserélődési áramerősség Egyensúly esetén a két irány Ic áramának összege zérus: az elektród elszigetelt

Az elektródpotenciál Az abszolút elektródpotenciált nem lehet megmérni referenciaelektród Normál hidrogénelektród abszolút elektródpotenciálja egyezményesen zérus Kalomelelektród (Hg 2 Cl 2 ) +0,2415 V Az elektródpotenciál értékét a Nernst-egyenlet adja meg: 0 RT z a z M / M ln M zf

Standard elektródpotenciál Au Au 3+ + 3 e 1,830 V Hg Kg 2+ + 3 e 0,800 V Ag Ag + + e 0,799 V Cu Cu2 + + 2 e 0,337 V Ni Ni2 + + 2 e 0,257 V Fe Fe2 + + 2 e 0,440 V Cr Cr 3+ + 3 e 0,740 V Zn Zn 2+ + 2 e 0,763 V Al Al 3+ + 3 e 1,660 V Ti Ti 4+ + 4 e 1,750 V Mg Mg 2+ + 2 e 2,030 V Na Na + + e 2,710 V Cl 2 + 2e - --> 2Cl - +1,36 V 2H + + 2e - --> H 2 E = 0.00 Mg 2+ + 2e -2.34 V

Heterogén és homogén korrózió Hetrogén a korrózió, ha helyi mikro-, illetve makroelemek alakulnak ki: Koncentrációbeli inhomogenitás Zárvány, dúsulás Többfázisú anyag Belsőfeszültség eltérések stb. Homogén a korrózió, ha helyi galvánelemek nem alakulnak ki, vagy kialakulnak, de eloszlásuk folytonos és véletlenszerű

Általánosítás Általánosítva a korróziós elméletet, annak feltétele, hogy egy fém korrodáljon az, hogy legyen: Egy elektronfelvevő rendszer Protonok redukciója Oldott oxigén redukciója Egy elektron leadó rendszer Korrodáló fém elektroncsere 2H 2e H 2 O H O 4e 4OH 2 2 2

A korrózió termodinamikai feltétele Az elektronfelvevő rendszer elektród-potenciálja (ε r ) legyen nagyobb, mint az elektronleadó rendszer (korrodáló fém) elektródpotenciálja (ε m ) 2 Fe Fe 2e H 2H 2e Összességében a reakció: Fe A sebességre nincs adat! 2 2H Fe 2H ε m =-0,62 V ε r= -0,06 V 2

Korróziós közegek Vegyipari gáz, füst Levegő, oxigén Szén-dioxid Kén-oxidok Nitrózus gázok Porok Páratartalom, csapadék Gőz (nedves, száraz) Ivóvizek Tenger és folyóvíz Vízbázisú vegyi anyag Nem vízbázisú vegyi anyag Folyékony fém, ötvözet Sóömledék Talaj, mikroorganizmusok Koncentráció Hőmérséklet Nyomás Feszültség Mechanikai Termikus Villamos kóbor áram Tribológiai hatások

Feszültségkorrózió Hegesztési varrat mellett, a hőhatásövezetben

Villamos kóbor áram hatása 900 mm átmérőjű föld alatti cső, elektromos csatlakozó közelében

Gépészeti gyakorlatban A fémes anyagok nedves korrózióját általában valamilyen vizes oldatba való bemerítés okozza, de kiválthatja a korróziók párás atmoszféra, a felületre lecsapódó nedvesség stb. Ezek az atmoszférikus korrózió esetei, amelyek nagyon jellemzőek a szabad levegőn üzemelő szerkezeteknél, berendezéseknél. A vékony nedves filmek korróziós tulajdonságai gyakran igen speciálisak, ami a nagy felület, a kis vastagság és a jellegzetes transzportfolyamatok következménye. A korrózió alapvetően az anyagpárosítástól függ, a közeg tulajdonságait több tényező szabja meg

A közeg ph-jának szerepe A korróziós közeg ph-ja befolyással van: Az elektronfelvételi reakcióra Az elektronleadási reakcióra A savas veszélyesebb A ph szerepének szemléltetésére a Pourbaix diagramokat alkalmazzák A Pourbaix diagramok ε(ph) diagramok A diagramok izotermikusak A diagramok meghatározott ion koncentráció-val dolgoznak

A Pourbaix diagramok felépítése Korrózió: ionok képződnek, a fém oldódik Passzivitás: stabil oxidok képződnek, oxidréteg képződhet Immunitás: a fém stabil marad (ionkoncentráció<10-6 mol/dm 3 )

A közeg egyéb tulajdonságai Oxidációs képesség Minél nagyobb, annál agresszívebb a közeg Szükséges a passziváláshoz Vízben oldott oxigén, nitrátok, kromátok, klorátok Hőmérséklet Növelése gyorsítja a korróziót a transzport folyamatokon keresztül Áramlástani jellemzők Erózió, kavitáció Pangás

A közeg egyéb tulajdonságai Hőtranszport-jelenségek Megváltoztathatják a közeg összetételét és jellegét is (pl.: forrás) Oldott komponensek jelenléte Halogén ionok, különösen kloridion Destabilizálják a védőréteget Helyi dúsulás erős ph csökkenés Reaktív S tartalmú komponensek Szulfidok, tioszulfátok, politionátok, tiocianátok Komplexképzők Stabil vegyületeket képeznek könnyebb oldás

Megjelenési formák

Általános (egyenletes) korrózió Teljes felületen egyenletesen jelentkezik Általában gyors, de az elektrolit transzport folyamatai befolyásolhatják a sebességet Passzív réteg képződhet a folyamat során Rozsdamentes acélok, alumínium Inhibitor filmekkel védett felületen is létrejöhet Könnyű számszerűsíteni (tömegveszteség) Korróziós ráhagyás Költségvonzat (pl.: festés )

Általános korrózió Füstcső

Kazáncső

Helyi korrózió Gyűjtőfogalom, több alfaja is létezik A tömegveszteség egy helyre koncentrálódik Különösen veszélyes, mert: Kis korróziós veszélyességű helyen is jelentkezhet Nagyon kis veszteség is lehet kritikus Nagyon nehéz észlelni A felderítés költsége nagy, kivéve, ha ismert, hogy pontosan mit kell keresni és pontosan hol

Helyi korrózió Kondenzátor csővezetéke

Lyukkorrózió Más néven pitting Helyi feloldódás, nagyon gyors is lehet Gömbszerű üreget képez mm-es mérettartomány Óvakodj a klorid ionoktól Alumínium ötvözetekre és rozsdamentes acélokra jellemző

Lyukkorrózió Egy előhevítő vezetéke

Réskorrózió Más néven: késélkorrózió Keskeny, zárt résekben következik be Tömítőgyűrűk, lemezek között stb. Kis áramlásnál, vagy pangó közegben Általában van inkubációs szakasza Szintén a klorid ionok a felelősek Rozsdamentes acéloknál, titán lemezeknél, szénacéloknál jellemző

Réskorrózió Cőcsatlakozások

Réskorrózió Gőzkondezátor csőcsatlakozása

Galvánkorrózió Különböző elektrokémiai tulajdonságú anyagok között alakul ki Minél nemesebb az egyik anyag elektrokémiai szempontból, annál gyorsabb a másik korróziója Pl.: Statue of Liberty, USA, bronz/acél A jelenséget kihasználják a korrózióvédelemben Tartályok, csövek stb. talajban Lásd később: anódos védelem, Mg

Galvánkorrózió Csavar, anya és egy másik alkatrész között

Szemcsehatármenti korrózió Polikristályos anyagok szemcséinek mentén az anyag gyakorlatilag szétesik A legismertebb esetek: Stabilizálatlan rozsdamentes acélok (C>0,05%) 550-750 C-ra hevítés után (pl.: a hőhatásövezet-ben) savas környezetben, különösen klorid ionnal Al 7075 T6 a szemcsehatármenti kiválások miatt, klorid ion tartalmú közegben Titán ötvözetek (red fuming nitric acid) Foszforral erősen szennyezett alumíniumbronz korróziója szulfidos vízben

Szemcsehatármenti korrózió Gőzvezeték

Szemcsehatármenti korrózió Párologtatócső hidrogén indukált feszültség okozta repedés

Egyéb korróziófajták Szelektív korrózió Egy vagy több komponens gyorsabban oldódik pl:.: Cu-Zn ötvözetek elcinktelenedése Súrlódási korrózió, fretting Súrlódási: a korróziótermék távozik a zónából Fretting: a korróziótermék nem távozik Kavitáció Hidraulikai lökéshullám sorozat

Szelektív korrózió Lemezgrafitos öntöttvas cső

Kavitáció Boiler tápszivattyújának első lapátozása és diffúzorgyűrűje

Egyéb korróziófajták Eróziós korrózió Nagy sebességgel áramló folyadékok okozzák Rézötvezetek már néhány ms -1 -re érzékenyek Mikrobiológiai korrózió Élő szervezetek megváltoztatják a környezet jellegét Szulfátredukáló baktérium: szulfát szulfid átmenet A baktériumok okozta biológiai hártya kloridionban dús, a korrózió gyorsul

Erózió Hőelem burkolat gőzturbina betáp vezetékéből

Mikrobiológiai korrózió Helyileg, gömb alakú mélyedések

Korrózióvédelem

Elv A korróziófajták és a korróziós folyamatok változatossága miatt csak a lehetőségek felmérésével, a konkrét esetek elemzésével lehet megoldani Két fő lehetőség van: A megtámadott anyag befolyásolása A megtámadott anyaggal érintkező közeg befolyásolása

A megtámadott anyag oldaláról Passziválódó ötvözetek alkalmazása Korrózióálló ötvözetek alkalmazása Általában erősen ötvözött, drága Passzív és aktív katódos védelem alkalmazása Felületi védőréteg alkalmazása Fémes, szerves, műanyag bevonatok Más szerkezeti anyagok alkalmazása Fa, kő, kerámiák stb.

A közeg oldaláról Az oxigén, vagy egyéb korróziós hatóanyag kizárása A ph-érték kedvező megválasztása Passziválószerek adalékolása

Aktív katódos védelem

Passzív katódos védelem