+42 633 53 73

6 sposobów zapobiegania korozji metali

Czym właściwie jest korozja ?

Korozja to stopniowa degradacja stanu materiału spowodowana wpływem czynników zewnętrznych. Proces ten może dotyczyć nie tylko metali ale również innych materiałów takich jak beton, drewno, szkło itd. To naturalne zjawisko, mające zazwyczaj charakter reakcji chemicznej, fizycznej, elektrochemicznej ale również procesu biologicznego.

W przypadku metali najczęściej mamy do czynienia z korozją o charakterze elektrochemicznym. Do jej wystąpienia konieczne są:

  • środowisko przewodzące prąd elektryczny (np.: woda, wilgotna ziemia, gazy takie jak para wodna)
  • Czynnik inicjujący np.: naprężenia, odkształcenia, uszkodzenia, działanie grzybów lub bakterii

Proces korozji prowadzi do przekształcenia, reaktywnej powierzchni metalu do bardziej stabilnej formy tlenku, wodorotlenku lub siarczku.

Korozja może oddziaływać negatywnie na metal na wiele różnych sposobów. Kiedy metal zostaje dotknięty korozją staje się niestabilny, trudno określić jego wytrzymałość oraz przydatność to pełnienia zaplanowanych funkcji. W konsekwencji korozja może prowadzić w najlepszym wypadku do strat finansowych a w najgorszym do katastrof budowalnych pociągających za sobą nawet ofiary w ludziach. W 2010 roku szacowane koszty będące konsekwencją tego jakże powszechnego zjawiska oscylowały na poziomie…  8% PKB Polski – co daje sumę około 100 mld zł. Pomimo tego, że nie da się wyeliminować korozji całkowicie to stosując odpowiednie metody można ją ograniczyć o około 25-30%. To około 25-30 mld zł oszczędności w skali gospodarki kraju.   

Istnieje wiele sposobów zapobiegania korozji metali, najważniejsze z nich to:

  • Dobór odpowiedniego rodzaju metalu do zastosowania
  • Powłoki ochronne
  • Kontrola i ograniczenie wpływu środowiska zewnętrznego
  • Ochrona galwaniczna - anodowa i katodowa
  • Inhibitory korozji
  • Odpowiednie projektowanie

Dobór rodzaju metalu odpowiedniego do danego zastosowania

Jednym z najprostszych sposób zapobiegania korozji jest dobór takiego materiału, który jest mniej podatny na korozję jak aluminium czy stal nierdzewna. W zależności od zastosowania, dobór takich metali może ograniczyć konieczność stosowania innych metod ochrony antykorozyjnej. Oczywiście nie wszędzie jest możliwe stosowanie takich metali – tym niemniej zawsze należy rozważyć  takie rozwiązanie, nawet mając na uwadze początkowo wyższe koszty.

Powłoki ochronne

Stosowanie powłok ochronnych w formie farb antykorozyjnych jest jedną z najpowszechniej stosowanych metod zabezpieczenia antykorozyjnego – głównie ze względu na dostępność tego typu rozwiązań oraz relatywnie niską cenę.
Farba nałożona na powierzchnię metalu izoluje go od środowiska oraz stanowi barierę dla ładunków elektrycznych. 

Inna możliwością jest nakładanie powłok w formie pudru na czystą i suchą powierzchnię metalu.  Następnie metal jest podgrzewany a roztopiony puder tworzy cienką, jednolitą błonę. Pudry mogą mieć różnorodne właściwości i skład np.: pudry akrylowe czy epoksydowe. 

Kontrola i ograniczenie wpływu środowiska zewnętrznego

Ta metoda zapobiegania korozji metali polega na usunięciu lub ograniczeniu czynników zewnętrznych sprzyjających procesowi korozji.

Korozja metali jest zazwyczaj następstwem reakcji elektrochemicznych, w których kluczową role odgrywają otaczające metal wilgotne ciecze lub gazy – chociażby takie jak para wodna zawarta w powietrzu. Istotny wpływ ma również odczyn (Ph) środowiska. Podjęcie działań w celu redukcji zewnętrznych czynników powodujących korozję może w znacznym stopniu ograniczyć niepożądane reakcje elektrochemiczne. Działania te mogą sprowadzać się do prostych czynności takich jak przeniesienie metalowych elementów pod zadaszenie  lub bardziej skomplikowanych i kosztownych takich jak wprowadzenie systemów kontroli zawartości pary wodnej czy tlenu w miejscu przechowywania.

Innym kluczowym czynnikiem wpływającym na powstawanie korozji jest różnica standardowych potencjałów elektrycznych.  Proste zabiegi techniczne jak np.: stosowanie nieprzewodzących uszczelek w połączeniach rurociągów, podkładek pod śruby czy smarów dielektrycznych mogą znacząco ograniczyć niepożądane reakcje elektrochemiczne poprzez zmniejszenie różnicy potencjałów.

Ochrona galwaniczna

Istnieją dwa typy antykorozyjnej ochrony galwanicznej – anodowa i katodowa. Obydwa typy polegają na zapewnieniu kontaktu chronionej powierzchni z dodatkowymi metalami wprowadzonymi do obwodu. W praktyce proces ten polega na pokryciu metalu cienką warstwa innego metalu pełniącego rolę albo anody albo katody w stosunku do materiału chronionego.

W metodzie katodowej, powłoki zabezpieczające (tzw.: protektory,  np.: cynkowe) ze względu na to, że z czasem ulegają zniszczeniu korozyjnemu, powinny być okresowo wymieniane na nowe.

Inhibitory Korozji

Inhibitory korozji  to środki chemiczne hamujące przebieg procesu korozji metali. Najczęściej stosowane są w formie tzw. lotnych inhibitorów (VCI), które powoli odparowują z folii, papieru lub innego źródła. Inhibitor osadzając się na powierzchni metalu tworzy niewidoczną, cienką warstwę (o grubości zaledwie kilku cząsteczek) oraz wypełnia otaczającą metal atmosferę.  Odpowiednio zapakowany, metalowy element z wykorzystaniem np.: foli VCI może być bezpiecznie przechowywany przez długi okres.  VCI najczęściej stosowane jest w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, naftowym, w elektronice, logistyce w tym morskiej czy w wojsku (np.: długotrwałe przechowywanie broni).

Odpowiednie projektowanie

Już na etapie projektowania detalu czy całej konstrukcji należy unikać rozwiązań potencjalnie zwiększających ryzyko wystąpienia korozji takich jak np.: nie mających znaczenia konstrukcyjnego zagłębień czy szczelin, w których może gromadzić się woda. Istotnym jest również takie projektowanie aby w przyszłości możliwy był dostęp do projektowanego elementu, np.: w celu kontroli jego stanu, czy późniejszego zastosowania antykorozyjnych powłok malarskich.

W sytuacji gdy nie ma możliwości zapewnienia fizycznego dostępu do metalowej powierzchni w celu jej konserwacji ze względu na specyfikę konstrukcyjną (np.: niewielkie przestrzenie pomiędzy elementami) warto rozważyć zastosowanie VCI (np.: emitery/kapsuły VCI), które ze względu na formę pary mogą penetrować również trudno dostępne powierzchnie.