Visokotehnika kola strukovnih studija Novi Beograd

Predmet: Povrinska zatita materijala

Seminarski rad: Zatita materijala od korozije i korienje inhibitora

Profesor: Mr.Zoran Karastojkovi Beograd,2011

student: Saa Jovanovi 120-08

1.1 Korozija 2.1 Vrste korozije 2.2 Ravnomerna korozija 2.3 Interkristalna korozija 3.1 Apsorber 3.2 Silikagel 3.3 Indikator vlanosti 4.1 Inhibitori korozije 4.2 Podela inhibitora 4.3 Anodni inhibitor 4.4 Katodni inhibitor 4.5 Zatitno dejstvo inhibitora

1.1 Korozija Korozija(corrosio) u prevodu znai nagizanje,predstavlja hemijski proces oksidacije gvozdja.Oksidacija se odvija pod uticajem kisonika,vodene pare,ugljen dioksida.Za razliku od gvozdja,neki materijali kao to su:aluminijum,kalaj,se prevlae kompaktnim slojem oksida koji ih titi od korozije.Brizina kojom se vri korozija zavisi od temperature,koncentracije reaktanata i proizvoda reakcije.Mehaniki napon i erozija mogu takodje uticati na brzinu reakcije korozije.

Slika1. Prikaz korozije Metali u sebi sadre slobodne elektrone koji su sami po sebi sposobni elektrohemijske spregove unutar samih metala i najee putem elektrohemijske reakcije dolazi do hemijskog razaranja materijala,to predstavlja koroziju materije.Redukovanjem termikom energijom oksida gvozdja,da se vrati u prvobitni oblik,oksid gvozdja putem oksidacije u nii energetski nivo objanjava i govori da postoji spontana tenja da metali hemijski reaguju i obrazuju jedinjenje.

2. Vrste korozije Korozija se po svojoj prirodi deli na dve osnovne vrste korozije a to su: elektrohemijska i hemijska korozija.Kao to po prirodi postoje osnovne vrste tako i automatski javljaju i neki osnovni oblici korozije koje emo navesti samo neke od prepoznatljivih vrsta korozija: 1. Ravnomerna korozija 2. Interkristalna korozija 3. Galvanska korozija

Elektrohemijska korozija se deava u elektrolitima prema zakonima elektrohemijske kinetike. Hemijska korozija se odvija prema zakonima hemijske kinetike heterogenih reakcija. 2.1 Ravnomerna korozija Ravnomerna korozija se najee javlja kod legure elika i obino se odvijapo celoj povrini metala,takodje je dobro rasprostanjena,mada koliko je rasprostanjena toliko je lako kontrolisati je.Najee kontrolie inhibitorima,prevlakama,kao i katodnom zatitom.

Slika 2. Razaranje metala ravnomernom korozijom

2.2 interkristalna korozija Interkristalna kozija je takodje jedan obik lokalizovane korozije koje deluju na granici zrna.Primer ove korozije moe se kontrolisati na sledee naine: Rastvarajuim arenjem i paljenjem Dodavanjem Ti (titanijuma) i Nb (nobijuma) koji veu C (ugljenik) Sniavanjem sadraja C (ugljenika)

Slika3. Interkristalna korozija

2.3. Galvanska korozija Galvanska korozija se javlja zbog razlike elektohemijskih potencijala u razliitim vrstama metala u prisustvu elektrolita.Galvanska korozija je proces u kome se metal elektrohemijski degradira.Sve otvorene vode u prirodi , bilo prirodne (mora,jezera,reke itd.) ili vetake(bazeni,industrijsko hladjenje,otpadne vode itd.) su jai ili slabi elektoliti.Zbog razlike u elektrolitnim potencijalima,medju razliitim materijalima

uspostavlja se potencijalna razlika pod ijem uticajem manje plemeniti metal poinje da se rastvara mnogo bre nego to bi,da nije u prisustvu nekog plemenitog metala.Na razlikama elektrodnih potencijala,razliitih metala zasniva se galvanska zatita od korozije.Najoigledniji primer ove zatite je pocinkovana traka koja se koristi kao temeljni uzemljiva gromobrana.Poto cink ima nii elektrodni potencijal od gvodja,nee doi do korodiranja sve dok se na gvodju nalazi sloj cinka (Zn).

Slika 4. Galvanska korozija

3.1 Apsorber Apsorberi se odlikuju visokom sposobnou upijanja vode,odnosno vodene pare.Njihova uloga je da upijaju vlagu iz hermetine sredine i da odravaju relativnu vlanost spod vrednosti pri kojoj se dolazi do korozije.

Slika 5. Uticaj vlanosti vazduha sa moguom zatitom od atmosferske korozije

Apsorberi su porozne zrnaste materije,pravilnog ili nepravilnog obilka i velike aktivne povrine,sa velikom sposobnou upijanja vlage. Regeneracija aporbera se vri u elektrinim peima koje imaju termostat za regulaciju temperature suenja.

3.2 Silikagel Silkagel je najpoznatiji apsorber koji se koristi za zatitu metalne opreme u uslovima skladitenja.Po hemijskom sastavu silakagel je silicijum-dioksid, koji se dobija kao

konani produkt kondenzacije i dehidratizacije ortoslikalne kiseline.Silikagel se na tritu isporuuje u obliku poluproraznih zrna nepravilnog oblika.

Slika 6. Silikagel

3.3 Indikator vlanosti

Indikator vlanosti je materijal menja boju zavisno od sadraja vlage.Primenjuje se za praenje stanja vlanosti u hermetikom prostoru.najpoznatiji indikator vlanosti je kobalt hlorid (CoCl2).Indikator vlanosti se postavlja na vidljivo mesto u hermetino pakovanje,tako da se moe stalno kontrolisati ili odmah uoiti nakon otvaranja pakovanja.U jedno pakovanje moe se postaviti vie indikatora vlanosti.On se moe upotrebiti neogranien broj put,ako se njime pravilno rukuje.Tokom rada ne sme se doi u dodiru sa vlanom rukom,jer se na tim povrinama stvaraju fleke. Indikatorski silikagel ima sposobnost upijanja vlage kao i silikagel.Zbog adsorpcije vode i poveanja vlanosti,indikatorski silikagel menja bre boju od plave u crvenu.

4.1 Inhibitori korozije

Inhibitori korozije su materije koje u malim koliinama i pod odreenim uslovima smanjuju ili potpuno zaustavljaju koroziju metala.U inhibitore korozije spadaju materije koje mogu da: Pasiviraju povrinu materijala Redukuju oksidovana sredstva metala Smanje povrinu elektroda mikro i makrokoroznih spregova Poveavaju prenapetost redukcijeagenasa korozije

Inhibitori se uglavnom koriste za zatitu metala od korozije u rastvorima i prostorimaograniene zapremine.To mogu biti : hemijski aparati,parni kotlovi, oprema pri skladitenju,nagrizanju i sl. Postoji vie teorija za objanjenje mehanizma zatitnog dejstva inhibitora korozije.To su tri teorije: 1. Teorija adsorpcije 2. Teorija prenapetosti 3. Teorija zatitnog sloja

Po teoriji adsorpcije,inhibitori stvaraju na povrini materijala adsorpcioni sloj koji bi usporavali potpuno zaustavlja prelaz atoma metala u jonsko stanje.Po drugoj teoriji koja je poznata kao teorija prenapetosti, zatitno delovanje inhibitora se objanjava s poveanjem prenapetosti odvijanja katodne reakcije.Po treoj teoriji, zatitno delovanje inhibitora se tumai preko stvorenog sloja na povrini metala koji nastaje uzajamnim dejstvom metala, inhibitora i jona ili molekulne agresivne sredine.

4.2 Podela inhibitora Osnovna podela je prema nainu delovanja na fizike i hemijske inhibitore.Karakteristika fizikih inhibitora je da se apsorbuju na povrini metala,menjajui njena svojstva.Mogu se podeliti na nekoliko naina: Prema hemijskom sastavu,inhibitori se dele na organske i neorganske. Prema mehanizmu dejstva, na proces elektrohemijske korozije , inhibitori se dele na anodne,katodne i meane. Prema vrednostima ph sredine u kojoj ispoljava svoje pozitivno dejstvo, dele se na kisele,neutralne i alkalne sredine. Prema isparivosti na neisparive i isparive.

4.3 Anodni inhibitori Anodni inhibitori korozije usporavaju anodni proces rastvaranja metala,jer se primarnim produktima korozije stvaraju nerastvorni zatitni sloj koji vrsto prijanja za povrinu metala i time smanjuje anodnu povrinu. Anodni inhibitori korozije su oksidaciona sredstva kao to su: Hromati Nitrati Nitriti Karbonati Fosfati

Slika 7. Prikaz delovanja bez anodnog inhibitora i sa anodnim inibitorom

Sastav korozione sredine utie na efikasnost delovanja anodnog inhibitora.Prisustvohalogenih jona (hlorida) kao i poveanje aktivnosti vodoninih jona oteavaju prevodjenje metala u pasivno stanje.Poveanjem agresivnosti sredine poveava se gustina struje pasiviranja.U takvim uslovima potrebno je znatno vea koncentracija anodnog inhibitora da bi se izvrilo pasiviranje metala.

4.4 Katodni inhibitori Katodni inhibitori su supstance koje redukuju kiseonik,vodonini jon ili neki drugi agens korozije,smanjuju katodnu povrinu metala i poveavaju prenapetost izdvajanja vodonika ili redukcije kiseonika. Efikasnost katodnih inhibitora ocenjuje se prema njihovoj sposobnosti da polarizuju katodu,odnosno da uine potencijal katode to negativnijim. Smanjenje brzine korozije pomou katodnih inhibitota zasniva se na jednom od dva naina: Usporenje katodne reakcije korozionog procesa Smanjenje katodne povrine

Usporenje katodne reakcije korozionog procesa ostvaruje se poveanjem prenapetosti pri redukciji agenasa korozije.U prisustvu katodnog inhibitora korozioni potencijal metala sec pomera prema negativnijim vrednostima a koroziona struja smanjuje. Stvaranjem izolacionog sloja od teko rastvornih jedinjenja smanjuje aktivna katodna povrina koja dovodi do smanjenja brzinekorozije metala.Takvo delovanje imaju : Kalijum hidrogen-karbonat Cink-sulfat Natrijum-polifosfat

4.5 Zatitno dejstvo inhibitora Na efikasnost delovanja inhibitora utiu unutranji i spoljanji faktori od kojih najvei znaaj ima: koncentracijainhibitora,temperatura i sastav korozione sredine. Koncetracija inhibitora razliito deluje na brzinu korozije.Moe se rei da brzina korozije opada poveanjem koncetracije inhibitora.postoje inhibitori ije delovanje slabi poveanjem koncetracije.U nekim sluajevima vea koncetracija inhibitora uzrokuje veu brzinu korozije. Osnovno je pravilo pri upotrebi inhibitora da se inhibitor mara dodati u dovoljnoj koliini.U poetnom periodukoina inhibitora mora da bude vea nego kasnije kada se na povrini stvori zatitni sloj. Inhibitori se razliito ponaaju na razliitim temperaturama.Postoje inhibitori ije je zatino dejstvo vee na niim nego na viim temperaturama.Tako se ponaa tiourea u sumpornoj kiselini.Zatitno dejstvo inhibitora ostaje isto kao na niim tako i na viim temperaturama.Postoje inhibitori koji pokazuju bloja zatitna svojstva na viim temperaturama.Takvo ponaanje ima dibenzilsulfid u sumpornoj kiselini.

Literatura

Elektronski indikator vlanosti. Gann Higrometer Compact B. Gann Higrometer Compact B. P.A. Schweitzer: Metallic Materials: Physical, Mechanical, and Corrosion Properties, P. Marcus and J. Oudar, Corrosion Mechanisms in Theory and Practice, Marcel