Korozja – co to dokładnie znaczy i jak powstaje

Korozja jest to stopniowy proces niszczenia materiału zachodzący między jego powierzchnią a otaczającym go środowiskiem będący wynikiem oddziaływania chemicznego, elektrochemicznego, fizycznego (mechanicznego) lub/i mikrobiologicznego. Odporność na korozję materiału jest więc jego zdolnością do opierania się agresywnym czynnikom zewnętrznym.

Rodzaje korozji

Ze względu na mechanizm korozji możemy ją rozróżnić według poniższej klasyfikacji:

• Korozja równomierna (ogólna) – która występuje równomiernie na całej powierzchni materiału, co pozwala na wyznaczenie szybkości korozji (najczęściej w µm/rok). Jest to typowy rodzaj korozji dla elementów bez dodatkowych zabezpieczeń korozyjnych (np. stal węglowa).
• Korozja wżerowa – jest to typ korozji lokalnej, gdzie zniszczenia powstają wgłąb materiału. Zazwyczaj związana jest z  miejscowym zniszczeniem warstwy zabezpieczającej materiał, w wyniku działania jonów chlorkowych lub z czynnikami hamującymi rozwój korozji ogólnej.
• Korozja szczelinowa – jest wynikiem powstawania miejsc o ograniczonym dostępie do medium roboczego, zwanych szczelinami. Mogą to być np. miejsca styku z podkładkami, uszczelkami lub innymi elementami konstrukcji.
• Korozja galwaniczna – występuje na styku dwóch metali różniących się między sobą potencjałem elektrochemicznym w obecności elektrolitu (np. wilgoci). Materiał bardziej anodowy będzie utleniał się kosztem materiału bardziej katodowego.
• Korozja międzykrystaliczna – występuje na granicach ziaren materiału. Jest to wyjątkowo niebezpieczny mechanizm korozji ze względu na wysoką szybkość degradacji materiału, która początkowo może być zupełnie niewidoczna ze względu na brak wyraźnych produktów korozji. Powoduje spadek właściwości mechanicznych materiału. Często jest wynikiem błędnie przeprowadzonej obróbki cieplnej np. stali.
• Korozja naprężeniowa – występuje w wyniku działania wysokich naprężeń w środowisku korozyjnym. Jej efektem jest szybkie pękanie materiałów, które są podatne na ten typ korozji.
• Korozja selektywna – polega na roztwarzaniu się składnika bardziej anodowego w stopie dwuskładnikowym lub wieloskładnikowym na skutek tworzenia się lokalnych mikroogniw galwanicznych. Może występować np. w mosiądzach, żeliwach szarych lub stopach z metalami szlachetnymi np. Au-Cu.

Najpierw przygotowanie próbek do badań korozyjnych

Badanie należy zaprojektować zgodnie z wymaganiami, kształtem i materiałem danego produktu. Ze względów statystycznych zakłada się, że powinny być minimum dwie próbki każdego rodzaju. Przygotowanie próbek (np. cięcie, szlifowanie) powinno odbyć się w sposób jak najmniej inwazyjny aby obróbką nie wpłynąć na właściwości materiału próbki. Optymalnie jest jeśli umieszczamy detale w komorze w postaci finalnego produktu (wyczyszczone i wysuszone) z powłokami ochronnymi (jeśli są przewidziane) i zakładanym wykończeniem powierzchni.

Przebieg testu korozyjnego

Badanie polega na umieszczeniu zestawu próbek w komorze o określonych warunkach środowiskowych i służy przede wszystkim do oceny materiałów metalicznych oraz materiałów pokrytych powłokami ochronnymi. Metoda ta jest metodą porównawczą służącą do określenia różnic w odporności korozyjnej pomiędzy próbkami (np. próbek z powłoka ochronną lub bez powłoki), do określenia różnic pomiędzy powłokami galwanicznymi (np. o różnej grubości lub składzie) lub też do oceny odporności korozyjnej farb i lakierów.

W naszej komorze solnej możemy precyzyjnie kontrolować stężenie w solance przy pomocy dedykowanego refraktometru RSA2-ATC do pomiaru słoności wody w zakresie 0 – 28% z rozdzielczością 0,2% i automatyczną kompensacją temperatury w zakresie 10-30˚°. Mierzymy również pH solanki przy pomocy pehametru OMEGA PHH-7011 w zakresie -2pH to 16pH. Detale umieszczane są w komorze solnej na określony czas i w określonych warunkach. Norma ISO 9227 nie narzuca konkretnych czasów badania, natomiast zalecane czasy ekspozycji są następujące: 2 h, 6 h, 24 h, 48 h, 96 h, 168 h, 240 h, 480 h, 720 h i 1000 h. Możemy też zaprojektować badanie w dowolnych sposób, zgodnie z oczekiwaniami klienta.

Wynikiem badania jest zazwyczaj wystąpienie (lub nie) ubytków korozyjnych po określonym czasie lub czas, po którym dla danej próbki nastąpiły pierwsze oznaki korozji. W tym drugim przypadku zaleca się dużo częstszą kontrolę próbek w celu określenia momentu powstania zniszczeń. W naszym laboratorium inspekcję próbek możemy wykonywać makroskopowo oraz z wykorzystaniem nowoczesnych mikroskopów cyfrowych oraz – w razie takiej potrzeby – mikroskopu metalograficznego.

Urządzenia do badań odporności korozyjnej – komory solne

Do wykonywania testów odporności korozyjnej wykorzystywane są specjalne komory. Nie są to skomplikowane urządzenia, a dodatkowo w zależności od ich przeznaczenia i ceny, mogą być mniej lub bardziej rozbudowane. Szczególny wpływ na cenę ma rozmiar i zakresy możliwych do przeprowadzenia badań. Dla przykładu – w naszym laboratorium dysponujemy komorą solą do testów korozyjnych Ascott 1000ip, która służy do symulacji klimatu korozyjnego w zamkniętym obiekcie testowym.