- Umweltänderungen
- Metallauswahl und Oberflächenbedingungen
- Kathodenschutz
- Korrosionsinhibitoren
- Glasur
- Überzug
Umweltmodifikation
Korrosion wird durch chemische Wechselwirkungen zwischen Metall und Gasen in der Umgebung verursacht. Indem das Metall von der Art der Umgebung entfernt oder geändert wird, kann eine Metallverschlechterung sofort reduziert werden.
Dies kann so einfach sein wie eine Begrenzung des Kontakts mit Regen oder Meerwasser durch Lagerung von Metallmaterialien in Innenräumen oder könnte in Form einer direkten Manipulation der das Metall beeinflussenden Umwelt sein.
Methoden zur Reduzierung des Schwefel-, Chlorid- oder Sauerstoffgehalts in der Umgebung können die Geschwindigkeit der Metallkorrosion begrenzen.
Zum Beispiel kann Speisewasser für Wasserkessel mit Weichmachern oder anderen chemischen Medien behandelt werden, um die Härte, Alkalität oder den Sauerstoffgehalt einzustellen, um Korrosion im Inneren der Einheit zu reduzieren.
Metallauswahl und Oberflächenbedingungen
Kein Metall ist in allen Umgebungen immun gegen Korrosion, aber durch die Überwachung und das Verständnis der Umweltbedingungen, die die Ursache von Korrosion sind , können Änderungen an der Art des verwendeten Metalls auch zu einer signifikanten Verringerung der Korrosion führen.
Metallkorrosionsbeständigkeitsdaten können in Kombination mit Informationen über die Umgebungsbedingungen verwendet werden, um Entscheidungen hinsichtlich der Eignung jedes Metalls zu treffen.
Die Entwicklung neuer Legierungen, die in bestimmten Umgebungen gegen Korrosion geschützt sind, wird ständig weiterentwickelt. Hastelloy®-Nickellegierungen, Nirosta®- Stähle und Timetal®- Titanlegierungen sind Beispiele für Legierungen, die für den Korrosionsschutz entwickelt wurden.
Die Überwachung der Oberflächenbedingungen ist auch entscheidend für den Schutz gegen Metallverschlechterung durch Korrosion. Risse, Spalten oder Oberflächen, sei es aufgrund von Betriebsanforderungen, Verschleiß oder Herstellungsfehlern, können zu größeren Korrosionsraten führen.
Eine ordnungsgemäße Überwachung und die Beseitigung von unnötig anfälligen Oberflächenzuständen sowie das Ergreifen von Maßnahmen, um sicherzustellen, dass Systeme reaktive Metallkombinationen vermeiden und dass keine korrosiven Mittel bei der Reinigung oder Wartung von Metallteilen verwendet werden, sind ebenfalls Teil eines wirksamen Korrosionsreduktionsprogramms .
Kathodenschutz
Galvanische Korrosion tritt auf, wenn zwei verschiedene Metalle in einem korrodierenden Elektrolyten zusammenliegen.
Dies ist ein häufiges Problem für Metalle, die zusammen in Meerwasser eingetaucht sind, kann aber auch auftreten, wenn zwei unähnliche Metalle in feuchten Böden in unmittelbarer Nähe eingetaucht werden. Aus diesen Gründen greift die galvanische Korrosion oft Schiffsrümpfe, Bohrinseln und Öl- und Gaspipelines an.
Der kathodische Schutz arbeitet durch Umwandeln unerwünschter anodischer (aktiver) Stellen auf einer Metalloberfläche zu kathodischen (passiven) Stellen durch Anlegen eines Gegenstroms. Dieser Gegenstrom liefert freie Elektronen und zwingt lokale Anoden, auf das Potential der lokalen Kathoden polarisiert zu werden.
Der kathodische Schutz kann zwei Formen annehmen. Die erste ist die Einführung von galvanischen Anoden. Dieses Verfahren, das als Opfersystem bekannt ist , verwendet Metallanoden, die in die elektrolytische Umgebung eingeführt werden, um sich selbst zu opfern (korrodieren), um die Kathode zu schützen.
Während das zu schützende Metall variieren kann, bestehen Opferanoden im Allgemeinen aus Zink , Aluminium oder Magnesium , Metallen, die das negativste Elektropotential aufweisen. Die galvanische Reihe bietet einen Vergleich der verschiedenen Potentiale von Metallen und Legierungen.
In einem Opfersystem bewegen sich metallische Ionen von der Anode zur Kathode, was dazu führt, dass die Anode schneller korrodiert als sie es sonst tun würde. Infolgedessen muss die Anode regelmäßig ersetzt werden.
Die zweite Methode des kathodischen Schutzes wird als Fremdstromschutz bezeichnet.
Diese Methode, die häufig zum Schutz von erdverlegten Rohrleitungen und Schiffsrümpfen verwendet wird, erfordert eine alternative Quelle von direktem elektrischem Strom, der dem Elektrolyten zugeführt wird.
Der negative Anschluss der Stromquelle ist mit dem Metall verbunden, während der positive Anschluss mit einer Hilfsanode verbunden ist, die hinzugefügt wird, um die elektrische Schaltung zu vervollständigen. Anders als bei einem galvanischen (Opfer-) Anodensystem wird bei einem System zum Schutz gegen eingeprägten Strom die Hilfsanode nicht geopfert.
Korrosionsinhibitoren
Korrosionsinhibitoren sind Chemikalien, die mit der Metalloberfläche oder den Umweltgasen reagieren und Korrosion verursachen, wodurch die chemische Reaktion unterbrochen wird, die Korrosion verursacht.
Inhibitoren können arbeiten, indem sie sich auf der Metalloberfläche adsorbieren und einen Schutzfilm bilden. Diese Chemikalien können als Lösung oder als Schutzschicht über Dispersionstechniken aufgetragen werden.
Der Inhibitorprozess der Verlangsamung der Korrosion hängt ab von:
- Änderung des anodischen oder kathodischen Polarisationsverhaltens
- Verringerung der Diffusion von Ionen auf die Metalloberfläche
- Erhöhung des elektrischen Widerstandes der Metalloberfläche
Wichtige Endverbraucherindustrien für Korrosionsinhibitoren sind Erdölraffinerien, Öl- und Gasexploration, chemische Produktion und Wasseraufbereitungsanlagen. Korrosionsinhibitoren haben den Vorteil, dass sie in situ auf Metalle als Korrekturmaßnahme gegen unerwartete Korrosion angewendet werden können.
Beschichtungen
Farben und andere organische Beschichtungen werden verwendet, um Metalle vor der abbauenden Wirkung von Umweltgasen zu schützen. Die Beschichtungen sind nach der Art des verwendeten Polymers gruppiert. Übliche organische Beschichtungen umfassen:
- Alkyd- und Epoxyesterbeschichtungen, die nach Lufttrocknung die Vernetzung oxidieren
- Zweiteilige Urethan-Beschichtungen
- Sowohl durch Strahlung härtbare Acryl- als auch Epoxidharz-Beschichtungen
- Kombinierte Vinyl-, Acryl- oder Styrol-Polymer-Latex-Beschichtungen
- Wasserlösliche Beschichtungen
- High-Solid-Beschichtungen
- Pulverbeschichtungen
Überzug
Metallische Beschichtungen oder Plattierungen können aufgetragen werden, um Korrosion zu verhindern und ästhetische, dekorative Oberflächen zu liefern. Es gibt vier übliche Arten von metallischen Beschichtungen:
- Galvanisieren: Eine dünne Metallschicht - oft Nickel, Zinn oder Chrom - wird auf dem Substratmetall (im Allgemeinen Stahl) in einem elektrolytischen Bad abgeschieden. Der Elektrolyt besteht üblicherweise aus einer Wasserlösung, die Salze des abzuscheidenden Metalls enthält.
- Mechanisches Plattieren: Metallpulver kann an ein Substratmetall kaltgeschweißt werden, indem das Teil zusammen mit dem Pulver und den Glasperlen in einer behandelten wässrigen Lösung getaumelt wird. Mechanisches Plattieren wird oft verwendet, um Zink oder Cadmium auf kleine Metallteile aufzubringen
- Chemisch: Ein Beschichtungsmetall, wie Kobalt oder Nickel, wird auf dem Substratmetall unter Verwendung einer chemischen Reaktion in diesem nicht-elektrischen Plattierungsverfahren abgeschieden.
- Heißes Tauchen: Beim Eintauchen in ein geschmolzenes Bad des schützenden Beschichtungsmetalls haftet eine dünne Schicht auf dem Substratmetall.
Quellen
Korrosionist.com. Korrosionskontrollmethoden.
Quelle: www.korrosionist.com
Ein Leitfaden für den Korrosionsschutz . Auto / Stahl-Partnerschaft. 1999.
Quelle: http://www.a-sp.org/database/custom/cprotection/corrosionprotection.pdf