Rodzaje korozji stali
Korozja stali to elektrochemiczny proces niszczenia metalu w wyniku reakcji z otoczeniem. Żelazo utlenia się tworząc rdzę (Fe₂O₃·nH₂O). Występuje w różnych formach:
Korozja ogólna
Ubytek na całej powierzchni. Przewidywalna, łatwa do kontroli. Typowa dla niestopowej stali konstrukcyjnej.
Korozja wżerowa – najgroźniejsza!
Lokalne, głębokie wżery. Trudna do wykrycia. Powodowana chlorkami (Cl⁻), pH < 4.
Korozja szczelinowa
W szczelinach, pod uszczelkami, śrubami. Ograniczony dostęp tlenu tworzy ogniwo stężeniowe.
Kontakt metali
Stal + miedź, aluminium, cynk. Metal mniej szlachetny koroduje. Izolacja kluczowa!
Szczególnie niebezpieczna kombinacja naprężeń mechanicznych + środowisko korozyjne. Prowadzi do nagłego pęknięcia bez widocznych oznak. Typowa dla stali nierdzewnych w chlorkach i wysokiej temperaturze.
Mechanizm powstawania korozji
Korozja elektrochemiczna wymaga trzech elementów tworzących ogniwo korozyjne:
| Element | Funkcja | W praktyce |
|---|---|---|
| Anoda | Oddaje elektrony (utlenianie) | Stal – rozpuszcza się jako Fe²⁺ |
| Katoda | Przyjmuje elektrony (redukcja) | Tlen + woda → OH⁻ |
| Elektrolit | Przewodzi jony | Woda + sole rozpuszczalne |
Reakcje chemiczne
- Anoda: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ (rozpuszczanie żelaza)
- Katoda: O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ (redukcja tlenu)
- Produkt: Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂ → Fe₂O₃·nH₂O (rdza)
Eliminacja dowolnego elementu zatrzymuje korozję: usunięcie tlenu (inhibitory), usunięcie wody (osuszanie), izolacja elektryczna (powłoki barierowe), lub ochrona katodowa (anody cynkowe).
Czynniki przyspieszające korozję
Szybkość korozji zależy od warunków środowiskowych i składu chemicznego otoczenia:
| Czynnik | Wpływ na korozję | Źródło |
|---|---|---|
| Wilgotność > 60% RH | Tworzy film elektrolitu | Atmosfera, kondensacja |
| Chlorki (Cl⁻) | Przyspieszają 10-100x, pitting | Morze, sól drogowa, HCl |
| SO₂, NOₓ, H₂S | Tworzą kwasy, obniżają pH | Przemysł, spaliny |
| Temperatura +10°C | Podwaja szybkość reakcji | Klimat, procesy |
| Prędkość przepływu | Usuwa produkty ochronne | Rury, turbiny |
Korozja atmosferyczna rozpoczyna się gdy temperatura powierzchni < punkt rosy. Dlatego normy wymagają malowania min. 3°C powyżej punktu rosy. Kalkulator punktu rosy →
Kategorie środowiska C1-C5 (ISO 12944-2)
Norma ISO 12944-2 klasyfikuje środowiska według szybkości ubytku stali:
| Kategoria | Agresywność | Ubytek μm/rok | Przykłady |
|---|---|---|---|
| C1 | Bardzo niska | ≤ 1.3 | Ogrzewane wnętrza, biura |
| C2 | Niska | 1.3 – 25 | Nieogrzewane budynki, wieś |
| C3 | Średnia | 25 – 50 | Miasto, produkcja, klimat umiarkowany |
| C4 | Wysoka | 50 – 80 | Przemysł chemiczny, brzeg morza |
| C5 | Bardzo wysoka | 80 – 200 | Morski, agresywny przemysł |
| CX | Ekstremalna | > 200 | Offshore, zanurzenie w morzu |
Pełny opis kategorii, trwałości L/M/H i wymaganych systemów malarskich: ISO 12944 – Kompletny przewodnik →
Metody ochrony przed korozją
Ochrona antykorozyjna może być realizowana na cztery główne sposoby:
1. Ochrona barierowa (powłoki)
- Farby antykorozyjne – epoksydowe, poliuretanowe, alkidowe
- Cynkowanie ogniowe – zanurzenie w ciekłym cynku (~450°C)
- Metalizacja natryskowa – natrysk cieplny Zn, Al, Zn/Al
- System duplex – cynkowanie + farba (synergiczna trwałość 1.5-2.3x)
2. Ochrona katodowa
- Anody poświęcone – Zn, Mg, Al (pasywna)
- Prąd wymuszony (ICCP) – zewnętrzne źródło DC
- Grunty cynkowe – 80-95% Zn metalicznego w farbie
3. Modyfikacja środowiska
- Osuszanie – utrzymanie RH < 40%
- Inhibitory – dodatki do wody, paliw, olejów; mogą być także rozpylane na powierzchnię (inhibitory lotne VCI)
- Azotowanie – atmosfera gazu obojętnego
4. Dobór materiałów
- Stale nierdzewne – AISI 304, 316, 2205
- Stale patynujące – Cor-Ten (tworzy ochronną patyną)
- Stopy odporne – Inconel, Hastelloy, tytan
Dobierz ochronę do środowiska
Skorzystaj z konfiguratora ISO 12944 – wybierz kategorię korozyj, trwałość i otrzymaj specyfikację systemu.
Najczęściej zadawane pytania (FAQ)
Zależy od środowiska: C1 (wnętrza) ok. 1 μm/rok, C3 (miasto) 25-50 μm/rok, C5 (morze) 80-200 μm/rok. Przy grubości blachy 5mm, w środowisku C5 perforacja nastąpi po 25-60 latach bez zabezpieczenia.
Tak! Stal nierdzewna typu 304, 316 jest odporna na korozję równomierną, ale podatna na wżerową (pitting) i szczelinową w środowiskach z chlorkami. Wymaga odpowiedniego doboru gatunku: 316L dla morza, 2205 duplex dla agresywnych.
Zależy od zastosowania. Cynkowanie daje ochronę katodową, odporne na uderzenia, samonaprawa rys. Malowanie pozwala wybór kolorów, tańsze w renowacji. Najlepsza ochrona to system duplex (cynk + farba) – efekt synergii wydłuża trwałość 1.5-2.3x.