Vermeidung von Korrosion: Hauptmethoden

Um zu wissen, wie man Korrosion vermeidet, ist es wichtig zu wissen, was Korrosion ist und warum sie erzeugt wird. Als Korrosion wird der natürliche Prozess bezeichnet, bei dem sich ein Metall infolge elektrochemischer (oder chemischer) Reaktionen mit seiner Umgebung allmählich zersetzt.

Diese Reaktionen führen dazu, dass die raffinierten Metalle nach einer Form größerer Stabilität oder kleinerer innerer Energie suchen, die normalerweise ihre Versionen von Oxid, Hydroxid oder Schwefel sind (aus diesem Grund wird gesagt, dass das Metall oxidiert ist). Korrosion tritt auch bei nichtmetallischen Materialien wie Keramiken und Polymeren auf, ist jedoch unterschiedlich und wird oft als Abbau bezeichnet.

Korrosion ist ein feindlicher Prozess des Menschen, da diese Schäden die Materialien zersetzen, ihre Färbung ändern und sie schwächen, was die Möglichkeit eines Bruchs und die Erhöhung der Kosten durch Reparatur und Ersatz derselben erhöht.

Aus diesem Grund gibt es in der Materialwissenschaft ganze Gebiete, die sich der Verhinderung dieses Phänomens widmen, wie zum Beispiel die Korrosionstechnik. Die Methoden zur Verhinderung von Korrosion sind unterschiedlich und hängen von den betroffenen Materialien ab.

Methoden zur Verhinderung von Korrosion

Zuallererst sollte berücksichtigt werden, dass nicht alle Metalle mit der gleichen Geschwindigkeit korrodieren, und einige weisen die Besonderheit auf, dass sie auf natürliche Weise überhaupt nicht korrodieren, wie im Fall von Edelstahl, Gold und Platin.

Dies liegt daran, dass es Werkstoffe gibt, bei denen die Korrosion thermodynamisch ungünstig ist (dh bei den Prozessen, die dazu führen, keine größere Stabilität erreicht), oder dass die Reaktionskinetik so langsam ist, dass Korrosionseffekte erst nach einiger Zeit sichtbar werden.

Trotzdem gibt es für die Elemente, die korrodieren, eine Reihe von Methoden, um diesen natürlichen Prozess zu verhindern und ihnen eine längere Lebensdauer zu verleihen:

Verzinkt

Es ist das Korrosionsschutzverfahren, bei dem eine Eisen- und Stahllegierung mit einer dünnen Zinkschicht überzogen wird. Ziel dieser Methode ist es, die Zinkatome der Beschichtung mit den Luftmolekülen reagieren zu lassen, wodurch die Korrosion des von ihnen bedeckten Teils oxidiert und verzögert wird.

Diese Methode wandelt Zink in eine galvanische Anode oder Opferanode um, wodurch es Korrosionsschäden ausgesetzt wird, um wertvolleres Material zu sparen.

Das Verzinken kann durch Eintauchen der Metallteile in geschmolzenes Zink bei hohen Temperaturen sowie in dünnere Schichten erreicht werden, die durch Elektrogalvanisierung erzielt werden.

Letzteres ist die Methode, die mehr schützt, da das Zink durch elektrochemische Prozesse und nicht nur durch mechanische Prozesse wie beim Eintauchen mit dem Metall verbunden wird.

Farben und Beschichtungen

Das Aufbringen von Farben, Metallplatten und Lacken ist eine weitere Möglichkeit, korrosionsanfälligen Metallen eine Schutzschicht zu verleihen. Diese Substanzen oder Schichten bilden eine Barriere aus Korrosionsschutzmaterial, die zwischen der schädlichen Umgebung und dem Baumaterial liegt.

Andere Abdeckungen haben spezifische Eigenschaften, die sie zu Korrosionsinhibitoren oder Korrosionsschutzmitteln machen. Diese werden zuerst zu Flüssigkeiten oder Gasen gegeben und dann in Form einer Schicht auf dem Metall.

Diese chemischen Verbindungen werden in der Industrie in großem Umfang verwendet, insbesondere in Rohren, die Flüssigkeiten transportieren. Darüber hinaus können sie Wasser und Kältemitteln zugesetzt werden, um sicherzustellen, dass sie in den Geräten und Rohren, durch die sie verlaufen, keine Korrosion verursachen.

Eloxierung

Es ist ein elektrolytisches Passivierungsverfahren; das heißt, der Prozess, durch den ein etwas inerter Film auf der Oberfläche eines metallischen Elements gebildet wird. Mit diesem Verfahren wird die Dicke der natürlichen Oxidschicht erhöht, die dieses Material auf seiner Oberfläche aufweist.

Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, dass es nicht nur vor Korrosion und Reibung schützt, sondern auch eine bessere Haftung für Lack- und Leimschichten bietet als das blanke Material.

Obwohl sich dieser Prozess im Laufe der Zeit verändert und weiterentwickelt hat, wird er üblicherweise durchgeführt, indem ein Aluminiumgegenstand in eine Elektrolytlösung eingebracht und mit Gleichstrom durchströmt wird.

Dieser Strom bewirkt, dass die Aluminiumanode Wasserstoff und Sauerstoff freisetzt, wodurch Aluminiumoxid erzeugt wird, das sich daran bindet und die Dicke seiner Oberflächenschicht erhöht.

Die Anodisierung erzeugt Veränderungen in der mikroskopischen Textur der Oberfläche und in der Kristallstruktur des Metalls, wodurch eine hohe Porosität in diesem erzeugt wird.

Trotz der Verbesserung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Metalls kann es daher auch spröder werden und seine Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen verringern.

Biofilme

Biofilme sind Gruppen von Mikroorganismen, die sich in einer Schicht auf einer Oberfläche vereinigen und sich wie ein Hydrogel verhalten, aber dennoch eine lebende Gemeinschaft von Bakterien oder anderen Mikroorganismen darstellen.

Obwohl diese Formationen häufig mit Korrosion verbunden sind, hat sich in den letzten Jahren die Verwendung von bakteriellen Biofilmen zum Schutz von Metallen in stark korrosiven Umgebungen entwickelt.

Darüber hinaus wurden Biofilme mit antimikrobiellen Eigenschaften entdeckt, die die Wirkung sulfatreduzierender Bakterien stoppen.

Gedruckte Stream-Systeme

Bei diesen sehr großen Strukturen oder wenn der Elektrolytwiderstand hoch ist, können die galvanischen Anoden nicht genug Strom erzeugen, um die gesamte Oberfläche zu schützen, so dass ein gedrucktes kathodisches Schutzsystem verwendet wird.

Diese Systeme bestehen aus Anoden, die an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind, hauptsächlich einem Transformator-Gleichrichter, der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist.

Diese Methode wird hauptsächlich bei Frachtern und anderen Schiffen angewendet, die in einem größeren Bereich ihrer Struktur ein hohes Maß an Schutz benötigen, z. B. Propeller, Ruder und andere Teile, von denen die Navigation abhängt.

Änderungen der Umgebungsbedingungen

Schließlich kann die Korrosionsrate gestoppt oder verringert werden, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern, unter denen sich das metallische Material befindet.

Die Luftfeuchtigkeit und der Gehalt an Schwefel, Chloriden und Sauerstoff in Flüssigkeiten und Gasen müssen niedrig gehalten werden, um die Lebenserwartung eines Materials zu erhöhen. Die Verwendung von weniger Kochsalzlösung und / oder hartem Wasser wirkt sich positiv aus.