Korozja, czyli rdzewienie, to zjawisko, z którym spotkał się każdy, gdyż zdarza się ono powszechnie nie tylko w świecie samochodów. W procesie korozji stal reaguje z tlenem i wodą, tworząc na powierzchni pomarańczowo-brązową warstwę. W tym artykule wyjaśniamy pojęcie korozji, jej rodzaje oraz metody obróbki powierzchni stosowane w celu jej zwalczania.

Czym dokładnie jest korozja?

Korozja to naturalny proces, w którym czysty metal zamienia się w bardziej stabilny chemicznie tlenek. Jest to stopniowe niszczenie materiału w wyniku reakcji chemicznej lub elektrochemicznej z otoczeniem.

Korozja to ten sam proces spalania, który zachodzi w silniku spalinowym, przekształcając energię chemiczną zawarta w węglowodorach w użyteczną energię mechaniczną. Różnica polega na tym, że tutaj proces ten postępuje powoli, ale nie zmienia to faktu, że jego przyczyną jest znajdujący się w powietrzu tlen.

Podatne na korozję są metale, które naturalnie występują tylko w związkach, jako metale aktywne chemicznie.

Co powoduje korozję?

Korozję powodują następujące czynniki:

• obecność wilgoci powierzchniowej na materiale lub w szczelinach
• obecność soli
• zanieczyszczenia
• ekstremalne warunki temperaturowe
• wysoka wilgotność
• narażenie na działanie energii elektrycznej

Korozja to nic innego jak tylko elektrochemiczne utlenianie metalu w reakcji z czynnikiem utleniającym, takim jak tlen, wodór lub wodorotlenek. Rdzewienie, tworzenie się tlenków żelaza, jest dobrze znanym przykładem korozji elektrochemicznej.

Ten rodzaj uszkodzeń skutkuje zwykle powstaniem tlenków lub soli bazowego metalu i powoduje charakterystyczne pomarańczowe przebarwienia. Korozja może również wystąpić w przypadku materiałów innych niż metale, takich jak ceramika lub polimery, chociaż w tym kontekście bardziej powszechny jest termin „degradacja”. Korozja pogarsza właściwości użytkowe materiałów i konstrukcji, w tym wytrzymałość, wygląd oraz przepuszczalność cieczy i gazów.

Wiele stopów koroduje w wyniku kontaktu z wilgocią w powietrzu, ale może się do niego przyczynić również styczność z innymi substancjami. Korozja może być skoncentrowana lokalnie, tworząc wżery lub pęknięcia albo pokrywać duży obszar, degradując powierzchnię mniej lub bardziej równomiernie. Ponieważ korozja jest procesem kontrolowanym przez dyfuzję, zachodzi na odsłoniętych powierzchniach. W związku z tym metody zmniejszające aktywność eksponowanej powierzchni, takie jak pasywacja i konwersja chromianowa, mogą zwiększyć odporność korozyjną materiału. Jednak niektóre mechanizmy korozji są mniej widoczne i mniej przewidywalne.

Chemiczny mechanizm korozji jest złożony i ma on zasadniczo charakter elektrochemiczny. Podczas korozji utlenianie zachodzi w określonym miejscu na powierzchni żelaznego przedmiotu, a miejsce to pełni rolę anody. Elektrony uwolnione w tym punkcie przechodzą przez metal i przemieszczają się do innego punktu, w którym redukują tlen w obecności H+ (który przypuszczalnie pochodzi z kwasu węglowego (H2CO3) wytwarzanego przez rozprzestrzenianie się dwutlenku węgla). Dostępny może być również jon wodorowy w wodzie w wyniku rozpuszczenia innych tlenków kwasów z atmosfery. Punkt ten działa jako katoda.

Korozja galwaniczna

Korozja galwaniczna występuje, gdy dwa różne metale są w kontakcie fizycznym lub elektrycznym ze sobą i są zanurzone we wspólnym elektrolicie lub gdy ten sam metal jest wystawiony na różne stężenia elektrolitu.

W parze galwanicznej metal bardziej aktywny (anoda) koroduje szybciej, a metal mniej aktywny (katoda) wolniej. Każdy metal będzie korodował w swoim własnym tempie pod warunkiem osobnego zanurzenia. Łatwo przewidzieć przebieg korozji poszczególnych metali. Na przykład cynk jest często stosowany jako anoda w konstrukcjach stalowych. Korozja galwaniczna jest przedmiotem dużego zainteresowania w przemyśle morskim, żegludze i wszędzie tam, gdzie woda słona styka się z rurami lub konstrukcjami metalowymi.

Na korozję galwaniczną wpływają takie czynniki jak względna wielkość anody, rodzaje metali i warunki pracy (temperatura, wilgotność, zasolenie itp.). Stosunek powierzchni anody do katody wpływa bezpośrednio na szybkość korozji materiałów. Korozji galwanicznej często zapobiega się poprzez stosowanie anod protektorowych.

Skutki ekonomiczne korozji metali

Eksperci szacują globalny koszt korozji metali na nawet 2,5 biliona dolarów rocznie. Uważa się jednak, że przy zastosowaniu odpowiednich technik zapobiegania i ochrony przed korozją, koszt ten można by zmniejszyć nawet o 30%. Korozja może być pośrednio kosztowna dla producentów, ponieważ może prowadzić do pogorszenia jakości sprzętu i produktów, co może z kolei skutkować wypadkami, problemami z bezpieczeństwem, utratą reputacji, a w niektórych przypadkach koniecznością zapłaty wysokich odszkodowań.

W przemyśle motoryzacyjnym producenci muszą chronić podwozie pojazdu przed uszkodzeniami spowodowanymi korozją. Samochody, które regularnie jeżdżą po nierównych drogach lub w zmiennych warunkach pogodowych są szczególnie narażone na korozję podwozia spowodowaną brudem, odłamkami kamieni i innymi szkodliwymi czynnikami. Może to prowadzić do uszkodzenia auta, ponieważ woda i brud mogą przesiąkać przez podwozie – problem, który może być rozwiązany tylko przez kosztowne naprawy. Pół biedy, jeśli uszkodzenia są objęte gwarancją, ale w przeciwnym razie właściciel musi słono zapłacić za naprawę.

Najlepsze rozwiązania zapobiegające korozji

Powszechne sposoby zapobiegania korozji obejmują stosowanie metali nie ulegających korozji, takich jak stal nierdzewna lub aluminium.

Innym rozwiązaniem, które się sprawdza, jest zastosowanie powłok antykorozyjnych, które mają za zadanie chronić pojazdy, zapewniając im dłuższe i skuteczniejsze działanie. Właśnie w tym celu stworzono wysokowydajne posypki i powłoki antykorozyjne.

Powłoki antykorozyjne chronią materiały, zapobiegając kontaktowi materiału ze szkodliwymi czynnikami środowiskami, takimi jak temperatura i chemikalia. Powłoki to wydajne ekonomicznie i trwałe rozwiązania, które mogą być stosowane w szerokim zakresie aplikacji, w tym na rurach, dachach, powierzchniach zewnętrznych, zbiornikach, maszynach i panelach; stanowiąc niezawodne rozwiązanie wielu problemów związanych z korozją w przemyśle motoryzacyjnym.

Zastosowanie powłok antykorozyjnych pozwala producentom zwiększyć niezawodność pojazdów w celu zmniejszenia niespodziewanych kosztów poprzez ograniczenie napraw.