Jacek Baszkiewicz - Korozja Materiałów.pdf

(18696 KB) Pobierz
U
Opiniodawca
J
f ^
Elllna Lunerska-Borowiecka
M ^ .S S iO
i
\
Opracowania
redakcyjne
Ann
a
FIJtwtkt-Makowska
B i b l i o t e k a
G łów na
Politechniki Szczecińskiej
8 O
*
)
i
(
0 11 - 0 0 8 8 8 0 - 0 0 - 0
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006
tliwńr w całości ani we fragmentach nie może być powielany ani rozpowszechniany za pomocą
urządzeń elikironlcznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych bez pisemne) zgody
posiadacza praw autorskich
SPIS TREŚCI
Przedmowa.................................................................................................................................
Zestawienie stosowanych symboli ...........................................................................................
1. W STĘP.................................................................................................................................
1.1. Definicje i klasyfikacja zjawisk korozyjnych.............................................................
1.2. Straty wywołane zniszczeniami korozyjnymi ..........................................................
2. ELEKTROCHEMICZNE ASPEKTY PROCESÓWKOROZYJNYCH...........................
2.1. Uwagi ogólne ..............................................................................................................
2.2. Wprowadzenie..............................................................................................................
2.2.1. Elektroda. Reakcja elektrodowa. Ogniwo ......................................................
2.2.2. Budowa elektrochemicznej warstwy podwójnej ................ ..................
2.2.3. Potencjał elektrodowy.Prąd wymiany...............................................................
2.3. Rodzaje elektrod (pótogniw).......................................................................................
2.3.1. Elektrody pierwszego rodzaju .........................................................................
2.3.2. Elektrody gazow e..............................................................................................
2.3.3. Elektrody drugiego rodzaju .............................................................................
2.3.4. Elektrody redoksy ...........................................................................................
2.4. Polaryzacja elektrod................................................. '. ................................................
2.4.1. Pojęcia podstawowe.........................................................................................
2.4.2. Nadnapięcie aktywacyjne ................................................................................
2.4.3. Nadnapięcie dyfuzyjne ....................................................................................
2.4.4. Nadnapięcie omowe (oporowe) ......................................................................
2.5. Elektrody mieszane (zwarte ogniwakorozyjne)..........................................................
2.6. Ogniwa stężeniowe .....................................................................................................
3. TERMODYNAMICZNE ASPEKTY PROCESÓWKOROZYJNYCH ...........................
3.1. Uwagi ogólne ........................................................................
3.2. Wykresy Pourbaix.......................................................................................................
3.2.1. Wykres Pourbaix dla żelaza.............................................................................
3.2.2. Wykres Pourbaix dla miedzi ...........................................................................
3.2.3. Wykres Pourbaix dla cynku..............................................................................
3.2.4. Wykres Pourbaix dla glinu .............................................................................
3.^.5. Wykres Pourbaix dla cyny ..............................................................................
3.2.6. Wykres Pourbaix dla tytanu..............................................................................
3.2.7. Wykres Pourbaix dla chrom u............................................................................
3.3. Interpretacja wykresów................................................................................................
6
7
9
9
12
14
14
14
14
15
18
22
22
24
26
27
28
28
35
38
43
44
49
53
53
54
56
65
70
71
73
74
75
77
3
4. STAN PASYWNY M ETALI..............................................................................................
5. TYPY KOROZJI .................................................................................................................
5.1. Korozja galwaniczna ....................................................................................................
5.2. Korozja równomierna....................................................................................................
5.3. Korozja szczelinowa ....................................................................................................
5.4. Korozja wżerowa...........................................................................................................
5.5. Korozja międzykrystaliczna..........................................................................................
5.6. Korozja selektywna ......................................................................................................
5.7. Korozja naprężeniowa .................................................................................................
5.8. Korozja zmęczeniowa....................................................................................................
5.9. Korozja wodorowa........................................................................................................
5.10. Specyficzne aspekty korozji w poruszającym się środowisku korozyjnym .........
6. KOROZJA MIKROBIOLOGICZNA METALI ...............................................................
6.1. Uwagi ogólne ..............................................................................................................
6.2. Biofilm i jego rola w korozji mikrobiologicznej ......................................................
6.3. Główne rodzaje bakterii odpowiedzialnych za korozję metali .................................
6.4. Metody zapobiegania korozji mikrobiologicznej ......................................................
7. KOROZJA CHEMICZNA...................................................................................................
7.1. Uwagi ogólne ...............................................................................................................
7.2. Mechanizm utleniania metali w wysokich temperaturach ........................................
7.3. Utlenianie żelaza w podwyższonych temperaturach .................................................
7.4. Rodzaje procesów korozji wysokotemperaturowej ....................................................
7.5. Korozja metali w środowisku organicznym...............................................................
80
91
91
101
105
109
117
120
124
137
141
147
152
152
153
156
163
166
166
167
175
179
182
8. KOROZJA W CIEKŁYCH METALACH......................................................................... 186
9. METAL A ŚRODOWISKO................................................................................................
9.1. Wpływ stężenia utleniacza na szybkość korozji m e ta li.............................................
9.2. Wpływ ruchu środowiska na szybkość korozji m etali...............................................
9.3. Wpływ temperatury na szybkość korozji m etali........................................................
9.4. Wpływ pH na szybkość korozji m e tali.......................................................................
9.5. Wpływ jonów agresywnych na szybkość korozji metali ..........................................
189
189
191
193
194
196
10. ODPORNOŚĆ KOROZYJNA WYBRANYCH TWORZYW METALICZNYCH......... 197
10.1. Uwagi ogólne ............................................................................................................ 197
10.2. Żelazo i stale niskostopowe....................................................................................... 199
10.3. Stale odporne na korozję.............................................................................................. 203
10.4. Miedź i jej stopy .......................................................................................................... 205
10.5. Glin i jego stopy .......................................................................................................... 209
10.6. Tytan i jego stopy ........................................................................................................212
10.7. Nikiel i jego stopy ........................................................................................................214
10.8. Cynk i jego sto p y .......................................................................................................... 217
11. METODY OCHRONY METALI PRZED KOROZJĄ ....................................................219
11.1. Stosowanie materiałów o większej odporności na k o ro zję ..................................... 219
11.1.1. Ogólne kryteria doboru materiału..................................................................219
11.1.2. Stale stopowe odporne na korozję (SO N K ).................................................... 222
11.2. Modyfikacja środow iska...............................................................................................224
11.3. Powłoki ochronne.......................................................................................................... 231
11.4. Ochrona elektrochemiczna............................................................................................ 236
4
11.4.1. Ochrona kutodowa............................................................................................236
11.4.2. Prądy błądzące .................................................................................................243
11.4.3. Ochrona anodowa ............................................................................................244
11.5. Wpływ projektowania konstrukcji na jej odporność korozyjną............................245
12. KOROZJA TWORZYW SZTUCZNYCH........................................................................... 249
13. KOROZJA CERAMIKI ........................................................................................................253
13.1. Korozja betonów ..........................................................................................................253
13.2. Korozja ceramiki przemysłowej ................................................................................... 258
14. METODY BADAŃ KOROZYJNYCH ................................................................................ 261
14.1. Sposoby badania zniszczonych elementów.................................................................. 261
14.2. Badania laboratoryjne...................................................................................................263
14.2.1. Badania bezprądowe ....................................................................................... 263
14.2.2. Badania elektrochemicznestałoprądowe.......................................................... 264
14.2.3. Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna .............................................273
14.3. Badania nieniszczące ...................................................................................................281
14.3.1. Badania akustyczne ......................................................................................... 281
14.3.2. Badania szumu elektrochemicznego................................................................283
14.4. Metody badań szybkości korozji stosowane w praktyce przemysłowej ................ 283
15. ZESTAWIENIE SKŁADÓW CHEMICZNYCH MATERIAŁÓW, KTÓRYCH SYM­
BOLI LUB NAZW UŻYWANO W TEKŚCIE .................................................................. 285
16. ZADANIA DO ROZWIĄZANIA......................................................................................... 287
LITERATURA .............................................................................................................................291
5
PRZEDMOWA
Niniejsza pozycja wydawnicza, zatytułowana „Korozja materiałów”, jest rozwiniętą wersją skryptu
„Podstawy korozji materiałów”, wydanego przez Oficynę Wydawniczą PW w roku 1997.
Aktualna edycja jest adresowana głównie do studentów, którzy w programie nauczania mają
przedmioty dotyczące problemów korozji metali i innych tworzyw konstrukcyjnych (ceramiki,
tworzyw sztucznych). Ze względu na szeroki zakres omawianych zagadnień związanych z
korozją materiałów może być również przydatny dla pracowników naukowych oraz pracowni­
ków przemysłu zajmujących się zawodowo tą problematyką.
Autorzy starali się, aby czytelnik uświadomił sobie, żc odporność korozyjna materiału nie
jest cechą niezmienną, lecz zależy od jego struktury oraz w bardzo dużej mierze od składu
chemicznego i innych parametrów środowiska. Autorzy pragnęli, aby studenci zrozumieli me­
chanizm procesów korozyjnych i nie zadowalali się tylko opisem zjawisk, lecz starali się zrozu­
mieć dlaczego i w jaki sposób zachodzą.
Uważnego czytelnika może dziwić duża ilość powtórzeń tych samych zagadnień w różnych
miejscach skryptu, jest to jednak postępowanie zamierzone, mające na celu wskazanie istnieją­
cych powiązań poszczególnych zjawisk oraz lepsze zrozumienie i utrwalenie przedstawianych
zagadnień.
W skrypcie uwzględniono obecnie obowiązujące normy, co jest szczególnie ważne, ponie­
waż wiele norm uległo zmianie w związku z ich dostosowaniem do standardów europejskich.
W stosunku do skryptu „Podstawy korozji materiałów” wprowadzono wiele nowych rysun­
ków i fotografii, które — zdaniem autorów —powinny pomóc w lepszym zrozumieniu omawia­
nego materiału.
Znaczącym zmianom i rozwinięciu uległy rozdziały: Korozja mikrobiologiczna metali,
Korozja chemiczna, Odporność korozyjna niektórych tworzyw konstrukcyjnych, Korozja two­
rzyw sztucznych, Korozja tworzyw ceramicznych oraz Metody badań korozyjnych.
W skrypcie zamieszczono podstawowe wiadomości z dziedziny elektrochemii, potrzebne do
zrozumienia mechanizmu i kinetyki procesów elektrochemicznych towarzyszących korozji
metali. W części poświęconej termodynamice procesów korozyjnych omówiono sposób tworze­
nia i interpretacji wykresów Pourbaix na przykładzie metali znajdujących zastosowanie w tech­
nice. Przy omawianiu różnych typów zniszczeń korozyjnych przedstawiono aktualne teorie
wyjaśniające przebieg opisywanych zjawisk. Przedstawiono wpływ różnych czynników środo­
wiska, takich jak: temperatura, obecność jonów agresywnych itp., na odporność korozyjną
metali. Podano zasady korozji chemicznej metali zachodzącej w wysokich temperaturach i śro­
dowiskach organicznych. Omówiono podstawy ochrony metali przed korozją. Podano elemen­
tarne wiadomości dotyczące korozji mikrobiologicznej oraz korozji materiałów ceramicznych
i tworzyw sztucznych. Opisano również najczęściej stosowane metody badań korozyjnych. Na
zakończenie, zamieszczono kilka zadań do samodzielnego rozwiązania.
6

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin