[Liceul de provenienta]PROIECT

pentru obinerea Certificatului de competene profesionale nivel 4

Calificarea : Tehnician MecatronistTema: COROZIUNEA METALELOR I ALIAJELOR.

PROTECIA MPOTRIVA COROZIUNIIndrumtor:Candidat:

prof. [nume][nume]-[AN]-

CUPRINS

MEMORIU JUSTIFICATIV.............................................................................................. pag.3Cap.1. Coroziunea-proces chimic nedorit.......................................................................... pag.4Cap.2. Privire generala asupra coroziunii metalelor........................................................ pag.6Cap.3. Protectia impotriva coroziunii...........................................................pag.8Cap.4. Determinarea vitezei de coroziune................................................pag.14Cap.5. Coroziunea chimic......................................................................................pag.19Cap.6. Coroziunea electrochimic........................................................................pag.23Cap.7. Metode de protectia anticorosiv a materialelor metalice ...................................pag.24Cap.8. Materiale alternative.............................................................................pag.34Cap.9. Coroziunea si protectia anticoroziva a pieselor metalice ale autovehiculelor........pag.35BIBLIOGRAFIE........................................pag.37MEMORIU JUSTIFICATIV

S-a demonstrat, de-a lungul timpului, ca protectia anticoroziv prelungete considerabil viaa cldirilor de birouri, halelor de producie i depozitare, podurilor, navelor, avioanelor, aa cum s-a remarcat c n lipsa sau insuficiena acesteia, duce n scurt timp la deteriorarea materialelor folosite n constructii, provocand daune importante. Astfel, tratarea suprafeelor pentru prevenirea coroziunii este esenial pentru asigurarea longevitii acoperirilor metalice.

n epoca contemporan de intens dezvoltare industrial, cnd consumul de metale i utilaje este n continu cretere apare ca deosebit de important, n special pentru cele feroase, preocuparea pentru protejarea acestora mpotriva distrugerii prin coroziune.

Pierderile de metale i aliaje produse de coroziune reprezint aproximativ o treime din producia mondial. Chiar dac se consider c o parte din metal se rentoarce n circuit prin retopire, totui aceste pierderi totalizeaz n cazul fierului cel puin 10-15% din metalul obinut prin topire.

Pagubele provocate de coroziune sunt legate nu numai de pierderile de metal, ci i de faptul c utilajele, construciile, piesele etc. distruse de coroziune au un cost mult mai mare dect al materialului din care sunt confecionate. Dac la acestea se adaug i chelutielile pentru repararea pagubelor provocate de coroziune, montarea aparaturii de nlocuire, utilizarea materialelor anticorozive scumpe, aplicarea metodelor de protecie anticoroziv, ct i faptul c aproape n toate domeniile industriei se pune problema proteciei anticorozive, ne dm seama de importana economic pe care o prezint coroziunea.

Coroziunea metalelor i aliajelor se definete ca fiind procesul de distrugere spontan a acestora, n urma interaciunilor chimice, electrochimice i biochimice cu mediul de existen.

n practic fenomenele de coroziune sunt de obicei extrem de complexe i apar sub cele mai diferite forme, motiv pentru care, o clasificare riguroas a tuturor acestor fenomene nu este posibil, ntre diferite clase existnd intreptrunderi.Pagubele provocate economiei nationale de catre coroziune ating proportii uriase. Conform datelor existente,aproape o treime din productia mondiala de metal este scoasa din uz datorita coroziunii. Intruct numai circa doua treimi din metalul corodat se recupereaza prin topire, nseamna ca circ 929h712j a 10% din productia mondiala se pierde definitiv ca urmare a actiunii de distrugere a coroziunii.

.Cap1. Coroziunea-proces chimic nedorit Coroziunea este un proces de degradare lenta si progresiva a materialelor metalice(feroase si neferoase), de la suprafata spte interior, sub actiunea mediilor chimice acrtiva.

Dupa modul in care se produce atacarea materialelor metalice, coroziunea poate fi superficiala , locala sau intercristalina

a.Coroziunea superficial const n corodarea ntregii suprafee a produsului metalic. Ea poate fi uniform, dac se produce pe aceeai grosime n toat suprafaa, sau neuniform, dac adncimea de corodare este inegal (Fig. 1).

Fig. 1b.Coroziunea local cuprinde anumite zone din ntreaga suprafa a produsului metalic,formnd puncte, pete, adncituri sau umflturi (Fig. 2). Coroziunea local poate fi de mai multe feluri:

( Coroziunea punctiform, care se localizeaz pe suprafee mici (puncte de coroziune);

( Coroziunea sub suprafa, care ncepe la suprafa dar se extinde de preferin sub suprafaa metalului provocnd umflarea i desprinderea metalului (pungi de coroziune);

( Pete de coroziune, care se repartizeaz pe suprafee relativ mari, dar adncimea lor este mic;

( Coroziunea transcristalin, care reprezint un caz tipic de coroziune local la care distrugerea coroziv este determinat de direcia tensiunilor mecanice de ntindere. Caracteristic la acest fel de coroziune este faptul c fisurile se propag nu numai la limita cristalelor ci ele chiar le traverseaz.

Fig. 2.c.Coroziunea intercristalin const n ptrunderea coroziunii pe marginea grunilor cristalini (Fig. 3). Coroziunea superficial i coroziunea intercristalin au ca efect micorarea grosimii pieselor i, prin urmare, micorarea rezistenei mecanice, ca urmare a reducerii seciunii, iar coroziunea local micoreaz capacitatea de deformare plastic a materialului metalic.

Fig. 3 Din punct de vedere ak factorilor care provoaca coroziunea, aceasta paote fi: coroziunea chimica, electronica si atmosferica

1.Coroziunea chimica se produce prin reactii chimice obisnuite intre agentul corosiv si materialul metalic. Agentii corosovo sunt gaze uscate sau substante lichide care nu conduc curentul electric.

Coroziunea sub actiunea gazelor uscate se produce in special prin reactia dintre metale si oxigen, in absenta totala a umiditatii. In urma acestei reactii, la suprafata metalului se formeaza o pelicula de oxid.

Daca pelicula de oxid este densa si adevarata , oxigenul nu mai poate patrunde prin ea si metalul este aparat de coroziunea ulterioara. Acest fenomen se numeste pasivare

Daca pelicula de oxid este poroasa so neaderenta, oxigenul continua sa atace metalul, Coroziunea sub actiunea gazelor esta favorizata de cresterea temperaturii.

2. Coroziunea electrochimic are loc atunci cnd metalele vin n contact cu anumite substane lichide, capabile s conduc curentul electric, numite electrolii.Astfel de electrolii sunt soluiile apoase de sruri i ap obinuit (sub form de umiditate atmosferic, cea, aburi).Coroziunea electrochimic se bazeaz pe fenomene asemntoare cu acelea care au loc n pilele galvanice

Fig.4. Schema coroziunii electrochimice a fierului n contact cu cupru

3. Corozinea atmosferica se produce, in special, pe cale electrochimica, deoarece in atmosfera exista intodeauna o anumita proportie de apa (umiditate)

Apa atmosferica este, defapt, un electrolit, deoarece ea dizolva cantitati mici de gaze sau saruri (oxizi de sulf, oxizi de azor, cloruri etc.)

Condensandu-se pe suprafata unui material metalic neomogen, se declanseaza coroziunea electrochimica a acestuia.

coroziunea atmosferica este mai accentuata iarna decat vara, in zonele industriale si in orase decat la spate, pe litoralul marilor si al oceanelor decat in zonele montane.

Diferentele respective se explica prin diferenta de umiditate a anotimpurilorm, prin atmosfera mai impura a asezarilor industriale si prin faptul ca aerul marin este mai umed si mai sarat decat cel montan.Cap.2. Privire generala asupra coroziunii metalelor

Pagubele provocate economiei naionale de ctre coroziune ating proporii uriae. Conform datelor existente,aproape o treime din producia mondial de metal este scoas din uz datorit coroziunii. Intruct numai circa dou treimi din metalul corodat se recupereaz prin topire, nseamn c circa 10% din producia mondial se pierde definitiv ca urmare a aciunii de distrugere a coroziunii.

Pagubele datorit coroziunii sunt adesea legate nu numai de pierderile de metal ci i de scoaterea din funciune a unor instalaii ntregi,pentru a cror prelucrare i montare se cheltuiete mai mult dect costul materialului din care sunt fcute. Dac pentru inele de cale ferat costul materialului depete costul de fabricaie,pentru alte produse cum ar fi mainile,avioanele,aparatele de precizie etc., costul de fabricaie depete cu mult costul materialului.

Termenul de coroziune este convenional i cuprinde o serie de procese, de schimbri chimice i electrochimice prin care metalele trec dintr-o form elementar ntr-o form combinat. Aceast trecere este posibil deoarece n natur, n mod obinuit, metalele se gsesc sub form combinat ca: oxizi,carbonai, hidroxizi, a cror energie liber este mai mic dect a metalului pur,ceea ce determin tendina natural a metalelor de a trece la forme cu energie liber mai redus.

Prin coroziune se inelege distrugerea materialelor datorit reaciilor chimice sau electrochimice cu mediul nconjurtor. Atacul chimic direct este posibil la toate materiile prime folosite n industrie, n timp ce atacul electrochimic nu apare dect la metale, deoarece numai ele posed electroni liberi. Materialele sintetice nu posed aceast structur ele fiind de obicei supuse degradrii numai prin atac chimic.

Dup mecanismul de desfurare se pot distinge dou tipuri de coroziune: -coroziunea chimic care se refer la procesele de distrugere a metalelor i

aliajelor care se produc n gaze uscate, precum i n lichide far conductibilitateelectric i n majoritatea substanelor organice;

-coroziunea electrochimic se refer la procesele de degradare a metalelor ialiajelor n soluii de electrolii, n prezena umiditii, fiind nsoite de trecerea

curentului electric prin metal.

Att coroziunea chimic ct i cea electrochimic, fiind procese ce se desfasoar la interfaa metal-gaz, fac parte din categoria reaciilor eterogene i se supun legilor generale ale cineticii acestor reacii.

Dup aspectul distrugerii, coroziunea poate fi clasificat n: coroziune continu, cnd ntreaga suprafa metalic a fost cuprins de aciunea mediului agresiv; i caroziunea local cnd distrugerea se produce numai pe anumite poriuni ale suprafeei metalului sau aliajului. In practic,fenomenele de coroziune sunt n mod frecvent extrem de complexe i apar sub diferite forme,motiv pentru care o clasificare riguroas a tuturor acestor fenomene este greu de efectuat.

In funcie de aspectul distrugerii,coroziunea se clasific n:

( coroziune continu

( coroziune local

Dac coroziunea este distribuit pe ntrega suprafa a metalului coroziunea se numete continu. Coroziunea continu poate fi uniform sau neuniform, dup cum viteza procesului de distrugere este aceeai pe ntreaga suprafa metalic sau diferit pe anumite poriuni.

Dac distrugerea coroziv se concentreaz pe anumite poriuni ale suprafeei, distrugerea se numete coroziune local. Coroziunea local poate fi de mai multe feluri:

( Coroziunea punctiform, care se localizeaz pe suprafee mici (puncte de coroziune);

( Coroziunea sub suprafa, care ncepe la suprafa dar se extinde de preferin sub suprafaa metalului provocnd umflarea i desprinderea metalului (pungi de coroziune);

( Pete de coroziune,care se repartizeaz pe suprafee relativ mari,dar adncimea lor este mic;

( Coroziunea intercristalin,care se caracterizeaz prin distrugerea selectiv a metalului la limita dintre cristale;

( Coroziunea transcristalin,care reprezint un caz tipic de coroziune local la care distrugerea coroziv este determinat de direcia tensiunilor mecanice de ntindere. Caracteristic la acest fel de coroziune este faptul c fisurile se propag nu numai la limita cristalelor ci ele chiar le traverseaz.

Cap.3. PROTECTIA IMPOTRIVA COROZIUNII

Din practica cunoastem ca metalele, in contact cu aerul umed sau cu apa, se oxideaza. De asemenea, metalele se oxideaza si in contact cu acizii sau sarurile. Unele metale se oxideaza mai mult, altele mai putin

Fonta sau otelul, lasate pe pamant un timp oarecarem sunt distrus prin ruginire(se oxideaza).

Cuprul, aluminiul, alama, bronzul etc. se oxideaza numai la suprafata, acoperindu-se cu un strat subtire de oxid protector, pierzanduse-si luciul metalic

In industrie este necesar ca piesele fabricate sa reziste la agentii atmosferici, adica sa nu rugineasca.

Pentru piesele sa fie ferite de oxidare, se folosesc diferite de protectia a aceostora.

Prin protejarea suprafetelor metalica se urmsasesc mai multe scopuri, si anume:

- apararea de distrugerea,prin oxidarea, a pieselor fabricate din otet;

- impiedicarea formarii de oxizi otravitori pe vasele din bucatarie, fabricate din cupru;

- obtinerea unui aspect frumos, prin acoperirea metalelor cu un strat subtire dintr-un alt metal, ca: Sn, Zn, Pb, Cr, etc

Metodele folositoare la protejarea metalelor sunt urmatoarele:

- acoperirea unui metal cu un strat dintr-un alt metal;

- acoperirea suprafetei metalica cu materiale nemetalica anorganice;

- acoperirea metalelor cu materiale nemetalica organica

a. ACOPERIREA PIESELOR DE METAL CU UN STRAT DIN ALT METAL Acoperirea pieselor metalica cu un strat din alt metal este de mai multe feluri.

Cositorirea. Acoperirea pieselor metalica cu un strat de cositor se numeste cositorire.

Pentru a face aceasta operatie, mai intai trebuie ca piesle sa fie curatate bne si degresate (fara urme de grasaime)

Dupa caratarea perfecta a pieselor, acestea se introduc in bai de cositor topit, unde se acopera cu un strat subtire din metalul de protectie. La fel se procedeaza la acoperirea pieselor cu zin, plumb sau alt metal de protectie.

Cositorirea metalelor (spoirea metalelor) se face, de obicei, in cea mai mare parte la vase (cazane, tavi etc.) fabricate din cupru sau alama

Pentru curirea pieselor de rugin, grsimi i alte reziduuri, se folosesc ipirig, acizi, sacz etc.

Fig.5. Baie de cositorire

Galvanizarea. Acoperirea unui metal cu un strat din alt metal, folosind o solutie electrolitica si curent electric, se numeste galvanizare. Piesa pe care dorim s-o galvanizm se cur bine de oxizi, dup care se introduce n baia de galvanizare (Fig.6).

Fig.6. Baie de galvanizare Baia de galvanizare cuprinde:

- un pol poizitiv, numit onod, la care se leaga metalul acoperitor (zinc, cupru, nichel etc);

- un pol negativ, numit catod, la care se leaga piesa de acoperit (de galvanizat)

- un electrolit format dintr-o solutie apoasa a unei sari a metalului acoperitor

Procesul tehnologic al galvanizarii constra in descompunerea de catre curentul electric a sarii metalului acoperitor si depunerea acestuia la catod.

Electrolitul din care s-a separat metalul acoperitor ataca anodul si astefel, isi restabileste concentratia.

Cele mai folosite galvanizari sunt: zincarea, stanarea, cadmierea, cuprarea, nichelarea, cromarea, argintarea

b.ACOPERIREA METALELOR CU MATERIALE NEMETALICE ANORGANICE

1.Acoperirea cu un strat de oxizi se realizeaza pe cale chimica sau electrochimica.

Oxidarea metalelor feroase se realizeaza pe cale chimica si se numeste brunar. Culoare peliculei este in general neagra, nu paote fi si maron in cazul fontelor si otelurilor aliate cu siliciu.

Oxidarea aluminiului si aliajelor sale se face electrochimic obtinandu-se o pelicula divers colorata cu aspect estetic

2.Acoperorea cu fosfati a fontei si otelului se face prin metode simple sai accelerate.

Fosfatarea chimica se face intr-o solutie de fosfati de mangan si fier timp de 40-80 minute la temperatura constanta de 96 grade C. Culoare peliculei este neagra

Fosfatarea chimica accelerata se face adaugand in baie azotat de cupru si azotat de potasiu

Fosfatarea se aplica la diverse piese confectionate din metal, ca : mobile metalica, masini de scris etc.

3. Emailarea (smaltuirea) este o operatie care se aplica in special pieselor de uz casnic (articole de menaj, cazi de baie, vase, sobe, etc.) si consta in acoperirea unui suprafete cu o pelicula ceramica numita email.

Emailul (smaltul) este format dintr-un amestec de cuart, borax, argila foarte curata, soda, feldspat etc.

Dupa acoperirea pieselor cu preparatul de mai sus , se introduc in cuptoare, unde sunt incalzite la o temperatura de 880-920 grade C. La aceasta temperatura, emailul aplicat se topeste si se lipeste de piese, formand o pelicula cu un aspect sticlor, dur, care este foarte rezistenta la actinea apei, de pe aceasta

Dezavantajul pieselor smaltuite consta in faptul ca la loviri, smaltul se sparge si se desprinde de pe acestea.

c.ACOPERIREA PIESELOR METALICA CU MATERIALE NEMETALICA ORGANICE

In protectia metalelor, acoperirea cu grunduri, vopsele, lacuri asigura protectia impotriva apei si aerului din atmosfera.

Materiale de vopsitorie sunt constituite din substante solide si lichide, intre care obligatoriu una dintre substane este peliculogena (liant). Ele se aplica intru-un strat sau in mai multe straturi subtiri, sub forma lichid-vascoasa, pe materialele cele mai diferite, printr-un mijloc oarecare (pensulare, pulverizare etc)

In compozitia materialelor pentru vopsitorii intra urmatoare materii prime lianti , pigmenti si materiale ajutatoare..

In materialele de vopsitorie, liantii (substantele peliculogene) sunt fie substante solubile in solventi, rasini naturale, rasini sintetice, bitum etc., care dupa evaporarea solventului dau pelicule pe suprafata materialului acoperit, fie substante lichide (uleiuri vegetale si sintetice) care se intaresc printr-un proces de transformare chimica , dand astfel de pelicle.

Pigmentii sunt substante minerale colorate, pulverulente, insolubile in liant, in apa si in solventi, folositi pentru a conferi o anumita culoare materialului de zugravit sau vopsit.

Pigmentii pot fi naturai (oxizi de fier, de crom, de mangan, creta, calcar, ocruri etc) si artificiali (alb de zinc, miniu de plumb, ultramarin, praf de aluminiu etc).

D. Materiale ajutatoare pentru acoperirea pieselor de metal

Ca materiale ajutatoare, la prepararea produselor de vopsitorie se folosesc solventii, diluantii, sicativii etc. Pentru pregatirea suprafetelor care se vopsesc se folosesc abravizii.

Solventii sunt lichide volatile folosite ca atare sau in amestec, pentru solubilizarea substantelor peliculogene solide, si pot fi:acetona, alcoolul, benzenul, white-spiritual etc. La vopselele de ulei, liantii au si rolul de solventi.

Diluantii sunt solventi care au rolul de a micsora viscozitatea compozitiei, pentru a fi aplicata mai usor pe suprafetele suport. Se folosesc astfel ca diluanti: benzina,white-spirt, amestec de acetona-alcool etc.

Sicativii sunt substante chimice care accelereaza procesul de uscare a peliculei. Ei sunt sarurile (naftenatii, oleatii etc) unor metale grele ca: plumbul, manganul si cobaltul. Sicativii se aduga in cantitati de 50...70 g/kg vopsea la culorile deschise si 100 g/kg vopsea la culorile inchise.

Grundurile constituie primul strat care se aplica pe suprafetele de vopsit, pentru a asigura legatura acestora cu stratul de chit, de vopsea sau de lac/ Grundurile sunt amestecuri de pigment sau de materiale de umplutura, in ulei sau lac. Dupa uscare, acestea dau o pelicula mata, colorata si dura. Uneori, in compozitia grundurilor se introduc pulberi metalice care protejeaza metalele impotriva coroziunii prin protectie catodica.

Grundurile utilizate sunt pe baza de ulei de in sicativ, cu miniu de plumb, miniu de fier, negru de fum sau oxid de zinc (utilizate de grunduirea suprafatelor metalice).

Lacurile sunt solutii de substante peligulogene (rasina naturala sau sintetica) in solventi volatili (benzen, acetona, esteri, toluen), cu sau fara adaos de plastifianti si coloranti (pentru lacuri colorate) care dupa uscare dau pelicule lucioase.

Lacuri pe baza de rasini naturale, care sunt sikutii de selac sau colofoniu, in solventi, uneori cu adaos de plastifianti, ce se intaresc prin procese fizice. Ele se aplica pe metal, dand pelicule flexibile si rezistente de agenti chimici.

Lacuri pe baza de derivati celulozici, care sunt solutii de nitrati sau acetati de celuloza in solventi (alcool, acetona etc.), cu sau fara adaos de plastifianti. Lacurile pe baza de nitrat de celuloza (nitrolacuri) se intaresc foarte repede si dau o pelicula eleastica, stabila la temperaturi si la intemperii. Lacurile de acetat de celuloza au aceleasi proprietati si utilizari, dar sunt neinflamabile si nu se ingalbenesc in timp.

Lacurile pe baza polimeri, au proprietati remarcabile si utilizari multiple. Astefel, lacurile de bachelita si lacurile pe baza de alchidal se utilizeaza pentru vopsirea pieselor metalice care lucreaza in medii extrem de corozive.

Lacurile epoxidice dau pelicule flexibile, au rezistenta mecanica si chimica mare.

Emailurile sunt materiale de vopsitorie cu aceeasi compozitie ca lacurile, care contin in plus pigmenti si eventual substante de umplutura si in felul acesta sunt suspensii de pigmenti in deferite lacuri. Ele dau pelicule colorate si opace. Principalele tipuri de emailuri sunt:

- emailul negru, preparat din ulei de in si negreu de fum, se aplica pe obiecte de metal, supuse la intemperii.

- emailul pe baza de alchidal se folosesc pentru vopsirea radiatoarelor, a masinilor-unelte, a sculelor etc.

- emailurile de nitrat de celuloza(nitroemailuri), care se caracterizeaza prin uscare rapida, dar sunt inflamabile, adera slab metale.

Vopselele sunt suspensii de pigmenti in lichid, cu sau fara adaos de materiale de umplutura, care dupa uscare dau pelicule opace sau mate.

Dupa natura substantei peliculogene si dupa modul de intarie, se deosebesc:

Vopselele preparate cu aluminiu praf, ca pigment, dau pelicule rezistente la coroziune, cu putere de reflectare mare, indicate la vopsirea rezervoarelor petroliere, a vaselor maritime etc.

Vopselele pebaza de ulei sicativ. Acestea pot fi vopsele care se dilueaza cu ulei sicativ de in pina la consistenta de lucru.

Vopselele pe baza de polimeri, care sunt suspensii sau emulsii apoase de polimeri (poliacetat de vinil, policlorura de vinil etc), in care se includ pigmenti si materiale de umplutura. Acestea vopsele se aplica printr-un procedeu numit electroforeza. Vopsirea prin electroforeza se aplica in special in industria de automobile, introducandu-se carcasele din tabla intr-o baie de vopsea de apa dupa care se leaga la anodul unei surse de curent, cuva fiind legata la catod.

Celelalte grunduri, lacuri si vopsele se aplica cu pistolul de vopsit sau cu pensula.

Pisele de otel care stau in umezeala, cum sunt piesle din tunele, mine etc., se pot feri de rugina spoindu-le cu zeama de ciment sau cu lapte gros de var.

In mod provizoriu, pisele metalice se pot acoperi cu un strat de ulei sau grasimi care le feresc de rugina. In practica se folosesc foarte des aceasta metoda.

MATERIALE NEMETALICE

Daca o substanta oarecare este supusa actiunii unui camp electric, acesta unde sa se deplaseze prin substanta respectiva sub forma unui curent electric. Prin unele substante, curentul electric trece foarte usor, prin altele nu trece de loc, iar prin altele trece foarte greu sau numai in anumite conditii (camp electric foarte mare, temperatura inalta etc.) Rezulta ca fieacare substanta opune o anumita rezistenta la trecerea curentului electric.

In grupa conductoarelor sunt cuprinse materialele metalice si unele solutii si topicrui de saruri.

Substantele semiconductoare si cele izolatoare reprezinta grupa materialelor nemetalica.

Materialele nemetalice ce pot clasifica dupa diferite criterii. Astfel, din punctul de vedere al proprietatilor electrice ele se clasifica, dupa cum s-a prezentat mai sus, in materialele semiconductoare si materialele electroizolante sau dielectrice.

Dupa provenienta lor, materialele nemetalice pot fi grupate in organice si anorganice sau in: naturale, artificiale si sintetice. De asemenea, dupa starea de agregare, materialele nemetalice pot fi: solide, lichide si gazoase.

-Un criteriu mai util de clasificare a materialelor nemetalice este scopul electroizolante, termoizolante, hidroizolante, fonoizolante, lunrifiantem de protectie anticorosiva. de etansare, abrazive etc.

Dupa domeniul de utilizare,materialele nemetalice pot fi: materiale de constructii, materiale electrotehnice, materialele pentru industria optica si de mecanica fina, materiale pentru utilaje si instalatii etc.

Intruncat numeroase materiale se utilizeaza in mai multe domenii (de exempllu. lemnul este si electroizolant si termoizolant si material de constructii etc.) in care ce urmeaza s-a adoptat drept criteriu de clasificare destinatia principala(domeniul de baza) la fiecare material prezentat, mentionandu-se si alte utilizari uzuale in alte domenii decat cel de baza. In acest sens, materialele nemetalice pot fi clasificate in : materiale semiconductoare si piezoelectrice; materiale electroizolante folosite in constructia de masini, utilaje si instalatii; materiale de constructii, combustibili.

Cap.4. Determinarea vitezei de coroziune:

Noiunea de coroziune include toate procesele chimice i electrochimice care au drept rezultat degradarea spontan i continu a suprafeelor metalelor i aliajelor.

Majoritatea metalolor se gsesc n natur sub form de combinaii dintre care de cele mai multe ori sub form de oxizi. Acest fapt dovedete c pentru aceste metale, starea metalic este instabil din punct de vedere termodinamic, n prezena agenilor chimici i electrochimici, ele avnd tendina de a se coroda, refcnd condiiile din care au provenit. n seria tensiunilor chimice, aceste metale sunt situate naintea hidrogenului i au poteniale normale normale de electrod negativ.

n tehnologie tocmai aceste metale sunt folosite cu precdere, din care cauz pierderile de metale sunt dintre cele mai mari. Un numr restrns de metale, metale nobile, se gsesc n natur i n stare liber. Ele se situeaz dup hidrogen n seria tensiunilor electrochimice i sufer mai greu procesul de degradare prin coroziune.

Coroziunea este un proces complex fiind determinat de muli factori. n funcie de mecanismele dup care se desfoar, coroziunea poate fi chimic i electrochimic.

Coroziunea chimic are loc n mediu uscat, atunci cnd metalele sau aliajele sunt atacate chimic de unele gaze dintre care enumerm: oxigenul, clorul, bioxidul de sulf, bioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat, acidul clorhidric, etc. Acest tip de coroziune e prezent mai cu seam n unele instalaii din industria chimic, fiind favorizat de temperatur.

De cele mai multe ori, coroziunea chimic capt un aspect electrochimic (coroziune electrochimic), deoarece instalaiile, utilajele, mainile, staiile de transformare, conductele aeriene i subterane de gaze i ap, etc. n contact cu agenii atmosferici (oxigenul sau umezeala din aer), sunt de fapt sisteme electrochimice, formate dintr-un metal sau aliaj n contact cu un electrolit. Aceste sisteme dau natere la pile electrice locale.

Pierderile cele mai nsemnate de metal se datoreaz coroziunii fierului i a aliajelor feroase. O bar de fier lsat timp ndelungat n contact cu agenii atmosferici, colecteaz n cavitile reelei metalice ap slab acidulat. n aceste caviti, care vor funciona ca anozi ai unor pile electrice locale, sub influena moleculelor dipolare ale apei, fierul trece sub form de , comform urmtorului proces anodic:

Electronii rezultai din acest proces, rmn pe bara de fier i sunt orientai spre prile marginale ale cavitilor, ncrcnd astfel suprafaa metalic n aceste poriuni cu sarcin electronic negativ. Aceste suprafee ncrcate cu sarcin negativ, vor funciona drept catodul pieselor electrice locale, pe ele avnd loc urmtoarele procese:

Ionii rezultai, vor forma cu ionii hidroxidul feros , care n prezena oxigenului atmosferic se transform n oxid feric hidratant, cu aspect poros, sfrmicios, de culoare rou nchis, care poart denumirea de rugin.

Reacia redox care are loc este:

rugin

Stratul de rugin izoleaz suprafaa metalic exterioar, dar procesul de coroziune se continu n profunzime.

Mod de lucru:Pentru determinarea vitezei de coroziune se folosete instalaia prezentat n figura de mai jos. Aceasta const dintr-o biuret de sticl prevzutcu o plnie pentru captarea gazelor.

Epruveta de metal se introduce iniial n vasul 1, dup care se aaz biureta cu plnie 2. La captul de sus al biuretei se fixeaz un furtun de cauciuc de la o tromp n vid.

Se d drumul ncet la robinetul 3 al biuretei i se toarn toat cantitatea de acid n vasul 1. Acidul se ridic n biuret i cnd atinge robinetul 3, acesta se nchide. Notarea volumului de gaz se face de obicei dup 1, 2, 5, 30 minute i 1, 2, 5, 10, 24, 48 h. Cunoscnd volumul de gaz degajat (n cazul nostru din 15 n 15 min.), se poate calcula viteza de coroziune a fierului cu ajutorul relaiei:

unde:

v = viteza de coroziune (g/m2h).

G = greutatea fierului dizolvat(g).

S = suprafaa probei supus coroziunii(m2).

t = timpul de desfurare a procesului de cosoziune(h).

Greutatea fierului dizolvat se afl pe baza calculelor stoechinometrice, comform ecuaiei relaiei chimice:

astfel:

1 atom de Fe=55,8 g produce degajarea a 22,4 l (c.n.) H2

G_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ V0 (l) H2de unde:

Se calculeaz astfel trei valori pentru G in funcie de cele trei volume V de H2, citite la intervalul de 15 min. (volumele se aduc n condiiile normale).

Pentru aceasta se vor citi temperatura i presiunea la un termometru, respectiv la un anemometru de laborator.

Valoarea vitezei de coroziune va fi dat de media aritmetic a celor 3 volume obinute.

Se mai poate calcula viteza de coroziune din viteza de degajare a hidrogenului, reprezentnd grafic volumul V de H2 degajat n funcie de timp.

Panta dreptei va fi tocmai viteza de coroziune.

Determinarea practic a vitezei de coroziune:

n figura urmtoare este prezentat piesa supus coroziunii:

Suprafaa total a piesei se calculeaz comform relaiei:

Calculm suprafaa:

EMBED Equation.3

n urma efecturii experimentelor, datele obinute sunt:

S = 0,107m2

t = 900s

P = 756mmHg

P0 = 760mmHg

T = 293K

T0 =273K

V1 = 1,7 ml

V2 = 2,1ml

V3 =2,5ml

Efectum calculele pentru a afla cele trei valori ale lui V0:

Efectum calculele pentru a afla cele 3 valori ale lui G:

Efectum calculele pentru a afla cele trei viteze de coroziune:

Viteza de coroziune va fi egal cu media aritmetic a celor trei valori ale vitezei obinute:

Cap.5. COROZIUNEA CHIMIC

Coroziunea chimic se produce din cauza afinitii dintre metal i unele gaze (O2;SO2;H2S;HCl gazos;CO;CO2;H2) sau lichide ru conductoare de electricitate (alcooli;benzine;benzoli etc.) provocnd modificri ale metalului manifestate prin:

- dizolvarea prilor componente i pierderi de material;

- splarea componenilor;

- dezagregarea materialului de ctre cristalele srurilor care se formeaz n porii si;

- mrirea sau reducerea particulelor, deci i a ntregii mase a metalului.

Intensitatea procesului de coroziune chimic este condiionat de:natura materialului, natura materialului corosiv, concentraia , temperatura i presiunea mediului corosiv i durata de contact.

Dintre factorii externi,aciunea cea mai duntoare asupra metalelor o are oxigenul. Suprafaa curat a multor metale expus la aer se oxideaz rapid, dac reacia respectiv de oxidare;Me + nO ( MeOn

are loc cu scderea energiei libere. Molecula de oxigen este absorbit i concomitent scindat n atomi. Dup aceasta are loc unirea atomilor de oxigen cu atomii de metal i formarea primului strat monomolecular de oxid. Dac pelicula de oxid format prezint proprieti protectoare,viteza iniial ridicat scade rapid n timp. Urmele de hidrogen sulfurat prezente n atmosfer la temperatura camerei catalizeaz coroziunea.

Capacitatea de protecie a peliculelor de oxid formate, depinde de permeabilitatea lor pentru substanele cu care reacioneaz.

Porozitatea peliculelor de oxid depinde de raportul dintre volumul oxidului i al metalului din care s-a format, dat de relaia:

;unde k este coeficientul de volum al oxidului.

In funcie de valoarea coeficientului de volum al oxidului se deosebesc urmtoarele tipuri de pelicule de oxizi:

1) pentru k1000C) se transforma in oxid cupric.

Fierul - rezista la coroziune in functie de puritatea lui. Fierul de inalta puritate se distinge in functie de rezistenta la coroziune.Rezistenta la coroziune in atmosfera si solutii neutre a fierului creste, de asemenea pri alere in special cu proportii mici de cupru. Cu oxigenul, fierul formeaza oxizii: FeO,Fe2O3 si Fe2O4.

MAGNEZIUL - in aer liber uscat,la temperatura obisnuita , magneziul se acopera cu un strat subtire de oxid de magneziu ce il protejeaza de oxidare in adancime. La ridicarea temperaturii insa , peste cca 475C viteza de oxidare creste foarte mult si duce la distrugera peliculei protectoare.In aer industrial magneziul se acopera cu o pelicula de MgO si MgCO3 slab rezitenta la coroziune in aer umed si marin.Apa dulce cu io de clor, fosfati, sulfati, azotati ataca mageziul. Este atacat deasemenea de apa marina si sarata. Rezista la coroziune in alcolul etilic, HF, NaF, KF, NaOH, petrol, acetona benzina , motorina, metan, etan, soda , sulf topit, CS2, cromati, bicromati, fenol, crezol etc.

PLATINA - este un metal putin activ si rezista la orice fel de apa (de mare, sarata ,dulce ,minerala). Cu oxigenul formeaza oxizi bazici(PtO), amfoteri(PtO2 si PtO3) si acizi(PtO3).

PLUMBUL - are o stabilitate la coroziune ce depinde de mediul agresiv, temperaturi si impuritati.

TITANUL - rezista bine coroziune in orice apa , inclusiv cea de mare. In schimb ,pulberea de titan cu cat este mai dispersa si neoxidata cu atat e mai activa.

URANIUL - in apa , la temperatura obisnuita , uraniul este repede atacat si se descopune lent cu formare de UO2 protector.

ZINCUL - formeaza cu oxigenul oxizi ZnO si ZnO2.Oxidul ZnO se obtine prin arderea zincul , aproximativ pana la temperatura de fierbere a acestuia.

Camasuirea este un process metalurgic de legare a straturilor ale acelorlasi sau diferite metale. Combinatia rezultata, care de multe ori se realizeaza la preturi mici, poate avea proprietati de duritate, conductivitate si rezistenta impotriva coroziunii care nu pot fi intalnite intr-un metal pur. Un exemplu de metal de acest gen este asa-numitul aur suflat, care consista din nucleu de alama sau otel acoperit de un strat de aur la suprafata. Componentele camasuite ale unui avion pot avea un strat gros de aliaj de aluminiu dur in interior si apoi straturi subtiri de foi de aluminiu pur care este rezistent la coroziune. Straturile diferite de metal sunt de obicei incalzite si rulate una peste alta. Alte metode de camasuire includi sudarea sau turnarea metalului topit in jurul nucleului intarit. inafara de foi si dungi, metalele camasuite sunt produse si sub forma de fire, bari si tuburi.Electrometalizarea (placarea metalelor) este un process electrochimic de depozitare a unui strat subtire de metal pe un alt element, de obicei de origine metalica si acesta. Obiectele sunt electrometalizate pentru a preveni coroziunea, pentru a obtine o suprafata dura sau o finisare atractiva, pentru purificarea metalelor sau pentru separarea metalelor pentru analiza cantitativa. Cadmiul, cromul, cuprul, aurul, nickelul, argintul si cositorul sunt metalele cele mai des folosite in electrometalizare. Cele mai intalnite produse realizate prin aceasta metoda sunt tacamurile argintate, accesoriile de masina cromate, oalele placate cu cositor.

n procesul de electrometalizare, obiectul care trebuie acoperit este pus intr-o baie de solutie a sarii metalului cu care va fi placat si conectat la capetele negative a unei surse externe de energie. Un curent stabil de voltaj redus, de obicei intre 1 si 6 volti, este necesar pentru acest process. Cand curentul trece prin solutie, atomii metalului cu care va fi placat ies din solutie si se depun pe catod, electrodul negativ. Acesti atomi sunt inlocuiti in solutie de atomi de la anod, daca e compus din metalr cum ar fi cuprul sau argintul. Altfel, adica in momentul cand se foloseste aur sau crom, atomii sunt inlocuiti de adaugari periodice a sarii din solutie. in ambele cazuri se creeaza un echilibru intre atomii metalului care ies solutie si atomii metalului care intra in solutie pana la terminarea procesului de electrometalizare. Materialele neconductoare pot fi placate prin acoperirea lor mai intaI cu un strat de grafit. in acest fel sunt placate matricile discurilor de inregistrat.

Pentru a asigura a legatura stransa si durabila intre obiectul placat si materialul de placat, obiectul trebuie curatat in intregime cu ajutorul unui acid sau a sodei caustice. Pentru a elimina iregularitati pe suprafata obiectului si pentru a asigura calitatea acesteia care contribuie la netezime, densitatea actuala si temperatura trebuie controlate foarte atent. Coloid sau alte substante speciale compuse pot fi adaogate bai de solutie pentru imbunatatirea uniformitatii suprafetei pentru electrometalizat. Unele metale, mai ales cromul, au tendinta sa placheze mai mult pe proeminente, lasand fisuri sau chiar parti ale anodului neacoperite.

Smaltuirea in industrie este folosit in mod obisnuit pentru protectia suprafetelor impotriva coroziunii sau frecarii. Smaltuirea a fost introdusa in Statele Unite acum jumatate de secol pentru a inlocui placarea cu cositor, atunci fiind cea mai intalnita metoda de placare a metalelor. Smaltuirea este considerata a fi mai practica decat cealalta metoda, mai ieftina si mult mai atractiva pentru consumator.

in industrie, smaltuirea este intrebuintata pe fier turnat sau pe folii de otel care au fost mai intaI matritate in forma dorita. Pentru orice fel de smaltuire industriala se folosesc materii prime ca borax, silicon, fluorina si feldspat care sunt amestecate intr-o proportie bine definita si apoi topite la caldura. Acea substanta rosie, fierbinte, numita topitura, este trecuta prin apa, transformandu-se intr-o substanta sub forma de pulbere. Acest proces se numeste calcinare. Smaltuirea industriala se realizeaza in doua metode, umed sau uscat. in procesul de smaltuire uscat pulberea rezultata este amestecata cu apa, clei si pigmenti si este aplicata suprafetei metalului prin inmuiere sau stropire cu pulverizatorul. Apoi, smaltul este fuzionat cu metalul intr-un furnal. Straturi aditionale pot fi adaogate repetand acest process. Primul strat, care are contact direct cu metalul, este cateodata amestecat special pentru a avea o mai mare aderenta. Celelalte straturi sunt amestecate in asa fel pentru a obtine un model sau o anumita culoare.

in smaltuirea uscata, metalul primeste primul strat cu ajutorul procesului umed, dar fara a mai fi racit. Calcinarea este preparata prin macinare, iar pulberea uscata este cernuta peste suprafata fierbinte a primului strat de smalt. Obiectul este apoi pus din nou in furnal pentru ca stratul uscat sa fuzioneze si el. Mai mult de o smaltuire este de obicei necesara. Smaltuirea uscata este intrebuintata de obicei la articolele din fonta a grupului sanitar, cum ar fi cazile de baie. Procesul umed este mai des intalnit si este folosit pentru smaltuirea obiectelor de bucatarie.

Datorita nenumaratelor operatii implicate in smaltuire, producatorii experimenteaza producerea unui singur strat subtire. Acest unic strat ar reduce costurile de productie, ar avea o mai mare rezistenta si ar permite o gama mai larga de forme.

Galvanizarea este procesul de acoperire a unui metal, cum ar fi fierul sau otelul, cu un strat subtire de zinc pentru a-l proteja de actiunea coroziunii. Zincul este intrebuintat cu mai multa usurinta decat alte metale de protectie cum ar fi cositorul, cromul, nickelul sau aluminiul. Stratul de zinc protejeaza metalul chiar si in locurile unde s-au format fisuri sau mici gauri pe invelis, pentru ca oxigenul reactioneaza mai mult cu zincul decat cu metalul care trebuie protejat. Cea mai intrebuintata metoda de galvanizare este procesul de inmuiere la cald. Fierul sau alt element pe baza de metal este cufundat in acid pentru curatarea de praf, mizerii sau grasimi. Apoi este spalat si inmuiat in zinc topit. in alt proces galvanic, obiectul metallic este acoperit cu praf de zinc si incalzit intr-un spatiu ingust la o temperatura ce variaza intre 300 si 420 grade Celsius. Alte metode de galvanizare includ depunerea electrolitica a zincului pe metal sau aplicarea zincului topit cu ajutorul unui pulverizator. Exemple de produse galvanizate in mod current sunti cosuri de gunoi, folii ondulate pentru acoperis, tevi din fier si sarma

Galvanoplastia . Metalele sunt adesea acoperite cu un strat subire de alt metal prin procesul de galvanoplastie. Aceasta se face pentru a conferi suprafeei una sau mai multe caracteristici diferite de cele ale materialului aflat dedesubt.

Procesul const din trecerea unui curent electric printr-o soluie chimic prin intermediul a doi electrozi. Obiectul care trebuie placat este drept electrod negativ, iar electrodul pozitiv este fcut din metalul de placare. Procesele electrochimice care au loc cnd trece curentul, determin depunerea metalului de placare pe suprafaa obiectului.

Unele piese din oel folosite la automobile sunt placate pe cale electric cu nichel i apoi cu crom. Aceast combinaie previne ruginirea oelului i confer o suprafa rezistent i atrgtoare. Multe piese din oel utilizate pentru lucrri de structur, precum piuliele i uruburile, srmele, plcile metalice i drugurile, sunt nvelite n zinc. Acest proces, numit galvanizare, asigur un nveli care este strict destinat proteciei n potriva coroziunii.

7.2. Utilizarea metalelor i aliajelor rezistente la coroziune

Din grupa metalelor i aliajelor rezistente la coroziune fac parte metalele nobile i aliajele lor,dar utilizarea lor devine dificil din cauza costului lor ridicat.

Se pot utiliza,n schimb,metalele i aliajele autoprotectoare,adic metalele i aliajele care n urma coroziunii iniiale se acoper cu o pelicul izolatoare datorit fenomenului de pasivare (exemplu pasivarea Ag n HCl prin formarea peliculei de AgCl,a Fe n HNO3 concentrat etc)

In majoritatea cazurilor se recurge la alierea metalelor cu un component adecvat.Uneori concentraii relativ sczute ale componentului de aliere,reduc considerabil viteza de coroziune (ex. introducerea Cu de 0,2...0,3%,Cr sau Ni n oeluri etc.)

7.3.Metode de acionare asupra mediului corosiv

Printre metodele de acionare asupra mediului corosiv amintim

( modificarea PH-ului mediului de coroziune (exemplu neutralizarea apelor reziduale cu substane chimice)

( ndeprtarea gazelor (O2;CO2) care mresc viteza de coroziune a mediilor corosive,mai ales a apei;

( utilizarea inhibitorilor sau a pasivatorilor, ce sunt substane organice sau anorganice, care introduse n cantiti minime n mediul corosiv, micoreaz sau anuleaz complet viteza de coroziune a acesteia;

( protecia catodic const n aplicarea unor metode galvanice de protecie a metalelor, folosind anozi metalici auxiliari, care se corodeaz n locul metalului protejat.

7.4. Metode de acoperire a suprafeelor metalice cu nveliuri anticorosive

Protecia prin nveliuri anticorosive se realizeaz prin acoperirea metalului cu un strat subire de material autoprotector. Stratul autoprotector trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

- s fie compact i aderent;

- s fie suficient de elastic i plastic;

- grosimea lui s fie ct mai uniform.

Stratul protector poate fi metalic sau nemetalic;cele metalice depuse pe suprafaa metalului protejat se pot realiza:pe cale galvanic,pe cale termic i prin placare.

Straturile protectoare nemetalice pot fi organice sau anorganice,realizate prin utilizarea lacurilor,vopselelor,emailurilor sau a foliilor de mas plastic,etc.

Alegerea uneia sau alteia dintre metodele de protecie este funcie de:

- parametrii tehnologici de funcionare a instalaiei;

- forma i dimensiunile obiectului protejat;

- calitatea materialului suport;

- amplasarea obiectului de protejat n instalaie;

- tehnologiile de aplicare i posibilitile de execuie a proteciei anticorosive.

7.5 METODE DE PROTECTIE ANTICOROZIVA A MATERIALELOR METALICE

Protectia impotriva coroziunii reprezinta totalitatea masurilor care se iau pentru a proteja materialele tehnice de actiunea agresiva a mediilor corosive.

Desi exista metale si aliaje care prezinta o buna rezistenta la coroziune, acestea sunt de obicei scumpe. De aceea s-au stabilit diferite metode pentru a proteja impotriva coroziunii metalelor uzuale, usor accesibile.

Cauzele coroziunii fiind variate si metodele de protectie sunt variate; ele se pot clasifica in cateva categorii mari :

- Straturi protectoare

- Inhibitori si pasivizatori

- Conditionarea mediului coroziv

- Protectia catodica

Straturile protectoare. Acestea sunt cele mai vechi si mai aplicate metode de protectie. Dupa natura lor, ele pot fi: metalice, anorganice si organice.

a) Straturile metalice pot fi obtinute prin diferite procedee: galvanizare, metalizare, difuziune, cufu 525c21f ndare in metal topit, placare etc.

Galvanizarea - consta in depunerea unui strat prin electroliza. In general, pentru acoperirea fierului se folosesc zincul, cromul si plumbul.

Metalizarea - consta in aplicarea unui metal protector, in stare topita si pulverizata pe suprafata de protejat. Ea se face cu flacara oxiacetilenica in care se topeste o sarma din metalul ce trebuie depus, pulverizarea fiind facuta cu aer comprimat.

Difuziunea consta in tratarea suprafetei unui metal cu un metal de protectie; la temperatura inalta la care are loc operatia, la suprafata metalului se formeaza un strat protector alcatuit dintr-o solutie solida a celor doua metale.

Cufundarea in metal topit se face de obicei pentru acoperirea fierului cu un metal care are punctul de topire mai mic, metale ca plumbul, staniul sau zincul.

Placarea - consta in presarea sau laminarea, la cald, a doua metale diferite. Metalul care trebuie placat se toarna intr-o forma captusita cu metalul protector, dupa care se lamineaza. Aderenta stratului protector la metalul de baza se face datorita fortelor mecanice si datorita difuziunii.

b) Straturile anorganice sunt si ele de diferite tipuri. Astfel, suprafata obiectului metalic se poate supune unor tratamente chimice pentru obtinerea unei pelicule ce prezinta o buna rezistenta la coroziune.

Oxidarea - consta in formarea pe suprafata metalica a unei pelicule din oxidul metalului, sub actiunea aerului. Adeseori stratul natural de oxid creste cand metalul este supus unor tratamente speciale cu oxidanti puternici sau pe cale electrochimica.

Fosfatarea consta in formarea pe suprafetele obiectelor metalice a unei pelicule protectoare formata din fosfatul metalului respectiv. Acesta se realizeaza prin introducerea metalului in solutii acide de fosfati de fier, de zinc sau de mangan.

c) Straturile organice formeaza un izolant intre metal si mediul coroziv. Ele trebuie sa fie adezive, continue si impermeabile.

Inhibitori si pasivizatori. Inhibitorii sunt substante care, adaugate mediului corosiv, micsoreaza sau chiar anuleaza viteza de coroziune. Nu exista reguli generale asupra naturii inhibitorului. Pasivizatorii actioneaza asupra metalului modificandu-i potentialul fata de solutia in care este introdus.

Conditionarea mediului coroziv. Uneori coroziunea metalelor poate fi atenuata daca se indeparteaza componentele corozive din mediul cu care vine in contact metalul.

Protectia catodica. O noua metoda de protectie contra coroziunii o reprezinta indrumarea fluxului de electroni in directia opusa aceleia in care are loc coroziunea metalului, prin crearea in mod artificial a unui cuplu galvanic special.

Prin aplicarea metodelor moderne de protectie impotriva coroziunii se economisesc anual mii de tone de materiale metalice, care altfel ar fi distruse. De aceea, dezvoltarea tehnicii moderne pune in fata tehnicienilor si a oamenilor de stiinta nu numai sarcina de imbunatatire a calitatiilor materialelor existente, ci si aceea de descoperire a celor mai eficiente mijloace de protectie a acestora.

Protecia suprafeelor metalice se realizeaz prin depunerea unui strat metalic sau nemetalic care constituie o barier ntre suprafaa de protejat i mediul agresiv. Pentru a-i ndeplini rolul de protecie , aceste de pelicule trebuie s fie continui, lipsite de pori, aderente la uzur. Calitatea proteciei este

7.6. Metode de acoperire a suprafeelor metalice cu nveliuri anticorozive

Protecia anticoroziv prin acoperiri metalice .Straturile de acoperiri metalice se aplic n primul rnd pe metale dar ele pot fi aplicate i pe materiale nemetalice ca sticl, mase plastice, ceramic .dup aciunea de aprare n raport cu metalul de baz , nveliurile se mpart n catodice i anodice. nveliurile catodice au un potenial electrodic mai puin negativ dect al metalului aprat. n cazul deteriorrii peliculei de protecie coroziunea va aciona asupra materialului de baz.n aceast categorie pot fi cuprinse straturile de cupru, nichel, crom, plumb, aplicate pe oel carbon sau oel slab aliat. Metodele de baz de aplicare a nveliurilor metalice sunt scufundarea n metal topit, galvanizarea, metalizarea prin difuziune termic, metalizarea prin pulverizare, placarea.

Acoperirea prin scufundare n metal topit se aplic pentru protejarea pieselor finite sau a semifabricatelor sub form de srme, table, benzi cu straturi subiri de metale

7.7. Determinarea vitezei de coroziune

Coroziunea unui material metalic se apreciaz prin viteza de coroziune care se exprim n dou moduri:

prin adncimea de coroziune n mm/an

prin pierderea n mas (g/m2 h)

Dup viteza de coroziune, materialele metalice pot fi :

Incorodabile

Stabile

Materiale cu rezisten slab la coroziune

Viteza de coroziune depinde de mediul de coroziune , de prprietile i de starea materialului metalic. Cu ct mediul este mai agresiv, cu att viteza de coroziune este mai mare. n cazul atmosferei ambiante, viteza de coroziune crete cu creterea umiditii i a coninutului de gaze corozive.

Rezistena la coroziune a materialelor metalice depinde de compoziia chimic, de mrimea gruntelui cristalin, de structur, de starea suprafeei i de tensiunile mecanice. n cazul aliajelor feroase, unele elemnte mresc rezistena la coroziune atmosferic , altele o micoreaz.Alierea nalt cu crom, nichel, molibden, siliciu face ca aliajele feroase s devin inoxidabile i anticorozive n atmosfer i n diferite medii chimice

Cap.8. Materiale alternative

n cazurile n care coroziunea unui anumit metal poate s devin o problem, poate fi folosit un material alternativ. De exemplu, pentru evitarea ruginirii uneori se folosete uruburi de alam n locul celor de oel. Dei alama i pierde treptat luciul i formeaz un strat de suprafa de culoare nchis, acesta poate s fie atrgtor i este cu siguran preferabil ruginii prfoase care se formeaz adesea pe oel. Dar pentru mbinarea cu boluri strnse a diferite piese, nu exist alternativ pentru oel. Aceasta se datoreaz faptului c oelul rezist la tensiuni foarte puternice, care ar rupe alte materiale. n asemenea cazuri, o soluie este de a utiliza un aliaj al metalului rezistent la coroziune. De exemplu unele articole metalice de pe nave sunt fcute dintr-o form de oel inoxidabil. Acesta are o rezisten mare dar, spre deosebire de oelul obinuit este foarte rezistent la coroziune.

Aliajele speciale sunt prea costisitoare pentru multe scopuri, astfel adesea se adopt o abordare mai ieftin (aplicarea pe materialul de baz a unui nveli rezistent le coroziune. Cea mai simpl form de nveli utilizat pentru a proteja articolele din oel de ruginire este uleiul. Articolele din oel precum uruburile, piuliele, pivoturile i uneltele sunt adesea acoperite cu o pelicul de ulei imediat dup fabricaie astfel nct nu pot s nceap s se corodeaz dac sunt pstrate n condiii umede. Uleiul este un nveli temporar care poate fi nlturat cu uurin. Grsimea ns peste piesele de oel expuse poate s asigure o protecie mai lung. Grsimea este potrivit pentru mecanismele mobile, unde poate s asigure i lubrifierea necesar pentru operarea lin, dar particulele de praf se lipesc curnd de grsime. Acest lucru s-ar putea s nu conteze la o main dar este de obicei mai convenabil s dm pieselor expuse de fier i de oel un strat de vopsea. Vopseaua poate s confere o protecie absolut dar deteriorarea vopselei poate s permit penetrarea oxigenului i a umezelii la metal i nceperea procesului de coroziune. Aceasta poate s se extind cu timpul pe substratul de vopsea nevtmat i s provoace daune mai extinse. De aceea, rugina trebuie nlturat rapid i stratul de vopsea trebuie refcut. Cap.9. COROZIUNEA I PROTECIA ANTICOROSIV A PIESELOR METALICE ALE AUTOVEHICULELORProgresul n ceea ce priveteprotecia anticoroziv a vehiculelora ajuns s fie o preocupareconstant n rndul cumprtorilor. Cutoate acestea, nu trebuie confundatstarea de normalitate a acestor materialecu o protecie adecvat anticoroziune,care trebuie s fie readaptat dup oricereparaie.

Nu este nevoie s ne ntorcem napoi ntimp, la momentul n care toat caroseriasau o parte a acesteia era conceputdin lemn. Utilizarea oelului ca materialde construcie a fost preferat pentrufabricarea corpului vehiculului, nc dela primele modele, n principal datoritrelaiei excelente dintre rezisten igreutate, precum i pentru uurina lamodelare.

Prin urmare, de la primul vehicul elaboratdin oel, preocuparea de a mbuntiprotecia anticoroziv a fost o problemmajor.

Dei zonele de coast n cea mai mareparte se bucur de condiii meteorologicefavorabile, care contribuie la conservareavehiculelor. ele contrasteaz puterniccu agresivitatea meteo din rilenordice i Europa de Est, unde ploaieeste mult mai frecvent i zpad ighea sunt comune toat iarna. Acestecondiii nefavorabile, necesit cantitimari de sare pentru a face drumurile accesibile,sare care sfrete pe suprafaapieselor auto, aceasta fiind principalacauz de corodare. Aceti factori au condus industria deautomobile la dezvoltarea i punerea naplicare a unui sistem de protecie European, carepermite oferirea garaniilor pe o perioadndelungat.n mod tradiional, toate sistemele deprotecie anticoroziune se bazeaz peevitarea contactului oelului cu aeruli apa. Prin urmare, s-au mbuntit nmod constant cele dou caracteristiciimportante ale caroseriilor: durabilitateai rezistena.Durabilitatea unei caroserii este nruditcu indicatorul de porozitate care presupuneprezena porilor, ceea ce determino cale deschis pentru contactul cuapa i oxidarea substratului. Porozitateareduce grosimea adecvat a caroseriei,iar posibilitatea ca porii s rmndescoperii este redus la minimum, cuun sistem de acoperiri multiple, cum arfi cele utilizate n prezent. Explicaia constn probabilitatea mic de suprapunerea discontinuitilor din fiecare strat deacoperire. Problema discontinuitii deacoperire este agravat ns, de faptul crugina spre exemplu, care nu nceteazs fie o transformare chimic, este maivoluminoas dect materialul de origine,ceea ce duce la apariia de veziculei la exfolierea stratului de protecie. Prinurmare, eforturile pentru mbuntirea aderenei sistemelor, aduc doar parialrezultatele dorite.

Cu toate acestea, durata de via doriti absena porilor nu a devenit eficientpn la apariia caroseriilor produse prinelectroforez. Acest tip de caroserie estede origine organic, iar aplicarea stratuluiprotector, se face prin imersie ncuve mari. Electrodepunerea, asigur cpolimerul se depune pe piesele de oeldescoperite, i c odat depus, permiteobinerea unei grosimi uniforme extremde controlate. Tratarea acestor acoperirieste efectuat n cuptoare de uscare latemperaturi de aproximativ 180 C.

Caroseriile electroforetice au reprezentatun progres n lupta mpotriva coroziunii,dar btlia nu a fost ctigat,i cerinele utilizatorilor privind o maimare durabilitate a persistat. n ciudainovrii finisajelor, coroziunea i-a fcutsimit prezena atunci cnd sistemul deprotecie ddea gre, adic atunci cndcaroseriile erau afectate de frecare izgriere sau de impacte mici, daune carelsau oelul expus la aer i ap .Ca i n multe alte activiti, coroziuneanu a fost unica problem pentruindustria de automobile, ci i declinulprogresului tehnic din domenii diverseprecum construciile navale (coroziuneanavelor), industria petrolifer (coroziuneaconductelor) sau construciile civile(structuri de poduri i cldiri), cu numeroasestudii i cercetri direcionatepentru a gsi modaliti de a mbuntirezistena mpotriva coroziunii. Dintretoate aceste studii s-a remarcat proteciagalvanic, constnd n utilizarea unuimetal de sacrificiu pe care s se concentrezecoroziunea i astfel s fie distrasde la oel.Metalul de sacrificiu prin excelen estezincul, aplicat pe suprafaa oelului galvanizat. Spre deosebire de alte acoperiri,atunci cnd acoperirea de zinc este deteriorat,i oelul este expus, coroziunea,apare iniial n zinc (din cauza difereneide potenial dintre oel i zinc) i continun acesta att timp ct dauna esten acest material. Acest comportamental zincului previne deteriorarea oelului, permind conservarea caracteristicilormecanice ale materialului, i calificnddaunele ca fiind cel mult cosmetice.Poate c ar trebui remarcat diferenadintre modul de funcionare a celordou tipuri de acoperiri expuse n acestarticol: cataforeza i galvanizarea.Cataforeza,asemenea vopselelor de finisajprotejeaz, rmnnd intact, dar atuncicnd exist o deteriorare a sistemului ioelul este expus, galvanizarea este singuracare protejeaz la modul permanent.S nu credem c simpla prevenire a contactuluicu apa stopeaz coroziunea. Fenomenulde condensare (formarea ceii)diferenele de temperatur care apar norice suprafa de interior sau n aer liber,pot duce la coroziune. Spre exempluun cheder deteriorat sau poziionat incorectpermite intrarea apei n interiorulportierei.Pe scurt, sunt multe situaii variate ncare oelul unui vehicul poate fi expus lacoroziune i trebuie astfel s se menintoate msurile preventive, chiar i dupreparaie . Prin urmare, este necesar ase cunoate diferitele tipuri de protecieale suprafeelor pentru a readuce coroziunean msura posibilului i pentrua menine garania vehiculului iateptrile utilizatorilor. Atunci cnd alegei s cumprai piesede schimb, ar trebui s acor dai un interesspecial n afara preului, i metodelorde protecie disponibile, cu scopul de apstra nivelul de protecie la coroziune,evitnd deprecierea prematur i frustrareautilizatorului.

BIBLIOGRAFIE1. Tinichigiu vopsitor auto - manual pentru scoli profesionale anii II si IIII.Sava, M.V.Popa, N.Dinescu, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1995

2. Manual de reparatii pentru atelierele de tinichigerie si vopsitorie auto lucrare ce reprezinta

unul din produsele finale ale proiectului AUTOMOVE 2 n cadrul programului Leonardo da

Vinci-sectiunea pilot, derulat pe parcursul anilor 2002-2003, coordonator Fidelio T.Iancu,

Editura Landart Print SRL, Timisoara, 2003

G

C

E

P

B

A

F

D

S1

S2

S3

S4

S5

l

L

h

d

L = 27 mm;

l = 16 mm;

h = 3 mm;

d = 9 mm;

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

pag. 18.

_1034973062.unknown

_1040044145.unknown

_1040209399.unknown

_1040209666.unknown

_1040209953.unknown

_1043916091.unknown

_1115696485.unknown

_1040209817.unknown

_1040209599.unknown

_1040044211.unknown

_1040209296.unknown

_1040044196.unknown

_1036919658.unknown

_1036936765.unknown

_1036937653.unknown

_1036956869.unknown

_1036937654.unknown

_1036937651.unknown

_1036936885.unknown

_1036936592.unknown

_1036936681.unknown

_1036936442.unknown

_1036936542.unknown

_1036935786.unknown

_1036935744.unknown

_1036916605.unknown

_1036916794.unknown

_1036916314.unknown

_972752997.unknown

_1034972583.unknown

_1034972981.unknown

_1034972395.unknown

_972751007.unknown

_972751595.unknown

_972751677.unknown

_972751340.unknown

_972750948.unknown