Korrosjonstyper
Med generell korrosjon mener vi en relativt jevn korrosjon av ei større metallflate eller av en hel metalldel. Metalldelen trenger ikke være i kontakt med noe annet metall for å korrodere. Små forskjeller i saltnivå, oksygeninnhold og stålmikrostruktur (krystallinsk struktur) kan føre til at det dannes anodiske og katodiske flekker på overflata som utløser korrosjon.
Generell korrosjon er mindre farlig enn andre typer korrosjon fordi den er lett å oppdage, og fordi den må være omfattende før den gjør større skade. Den kan likevel utgjøre en fare hvis den forblir ubehandla.
Denne maskindelen er svært rusten. Hvorfor er noen av delene rødbrune, mens andre er grønne?
Denne ståloverflata viser generell korrosjon i form av et nokså jevnt, tynt rustlag.
Gropkorrosjon opptrer oftest på metaller med en naturlig beskyttelsesfilm, som for eksempel aluminium, rustfritt stål, karbonstål med glødeskall og titan med passiverende oksidfilm. Hvis disse beskyttelsesfilmene har svake punkter eller skades mekanisk (f.eks. av slag) eller kjemisk (f.eks. av klorider), vil det oppstå konsentrert korrosjon på slike flekker, og det kan raskt bli dype eller gjennomgående hull i metallet.
Ved gropkorrosjon har metallet på toppen av gropen tilgang til oksygenet i lufta og fungerer som katode, mens metallet på bunnen av gropen er oksygenutarma og fungerer som anode. Jo dypere gropen er, desto mindre oksygen er tilgjengelig i bunnen, og desto raskere korroderer metallet.
Gropkorrosjon er en svært alvorlig form for korrosjon fordi det er lett å overse de tidlige stadiene. Da kan korrosjonen på kort tid trenge inn i metallet og forårsake lekkasje i for eksempel rør og tanker.
Eksempel: stål med glødeskall
Glødeskallet er et oksidlag på karbonstål som dannes når stålet varmes opp i luft. Så lenge glødeskallet er intakt, vil det beskytte stålet mot korrosjon. Men glødeskallet er sprøtt og kan sprekke slik at vann og oppløste salter kan trenge inn i karbonstålet. Da vil stålet korrodere kraftig. Glødeskallet er nemlig mer edelt enn karbonstålet. Det vil fungere som en katode og være beskytta, mens karbonstålet vil fungere som en anode, bli tilført oksygen og korrodere.
Derfor må rust og urenheter alltid fjernes før overflatebehandling. Glødeskall fjernes mest effektivt ved blåsereingjøring, for eksempel sandblåsing.
Galvanisk eller bimetallisk korrosjon skjer når to forskjellige metaller (eller legeringer) er kopla til hverandre gjennom en elektrolytt. Slik fungerer for eksempel et batteri, der det anodiske metallet korroderer, mens det katodiske metallet blir verna mot korrosjon. Hvor rask og intens den galvaniske korrosjonsprosessen blir, avhenger blant annet av
elektropotensialet mellom de to metallene
metalloverflatene
ledningsevnen til elektrolytten
om det er aggressive ioner til stede (f.eks. forurensninger)
Galvanisk korrosjon kan oppstå for eksempel på karbonstålbolter som brukes i en konstruksjon i rustfritt stål, på kobbertråd som er bundet til et aluminiumsrør eller på messingforinger rundt en mild stålventil.
Spaltekorrosjon
Ei spalte er et lite gap, en sprekk eller ei åpning. Vann og oppløste salter kan lett trenge inn i slike små hulrom, for eksempel gjennom kapillærvirkning, og bli liggende der.
Først vil det skje en korrosjon som reduserer oksygenet i vannet inne i sprekken. Fordi vannet på utsida av sprekken ikke er oksygenredusert, oppstår det ei anodisk sone inne i sprekken og ei katodisk sone på utsida, og dermed skapes det ei galvanisk celle som forårsaker korrosjon inne i sprekken.
Slike sprekker kan lett oppstå i forbindelser der to flenser er bolta sammen (f.eks. i en ventil i et rør) og på plater som er klinka sammen. Spaltekorrosjon kan oppstå selv om det er brukt samme metall i alle delene.
Kavitasjon
Kavitasjon er dannelsen av damphulrom (bobler) i ei væske. Når ei væske blir utsatt for raske trykkendringer, oppstår det hulrom på de stedene der trykket er relativt lavt. Når hulromma deretter utsettes for høyere trykk, imploderer de og kan generere ei intens sjokkbølge. Stadige implosjoner i nærheten av ei metalloverflate kan forårsake overflateutmattelse og korrosjon i form av slitasje.
Denne typen slitasje forekommer ofte ved pumpehjul, reguleringsventiler, pumper, propeller og løpehjul, skipspropeller og -ror. Den viktigste årsaken til slitasjen er altså gjentatte støt fra luftbobler eller vakuumbobler mot de samme stedene.
Denne propellen har fått skader på grunn av kavitasjon. Slike skader kan også oppstå i et hydraulikkanlegg.
Denne rørdelen har vært utsatt for innvendig erosjonskorrosjon. Rørveggen har blitt så tynn at den har sprukket.
Når ei væske strømmer langs ei metalloverflate, for eksempel inne i et rør, oppstår det ofte fysisk slitasje (erosjon). Denne slitasjen kan så føre til korrosjon. Nesten alle legeringer eller metaller er utsatt for en eller annen form for erosjon og korrosjon. Hvor kraftig slitasjen og korrosjonen blir, avhenger av væsketypen de er utsatt for, og av hastigheten på væskestrømmen. Den beste måten å begrense erosjonskorrosjon på er å designe systemer som sørger for lav væskehastighet og som er uten plutselige endringer i rørdimensjoner eller rørretning.
Materialer som er avhengige av et passivt lag, er spesielt følsomme for erosjonskorrosjon. Når det passive laget er erodert, blir den nakne metalloverflata utsatt for det korrosive miljøet. Hvis det passive laget ikke kan regenereres raskt nok, kan det oppstå betydelig skade. Væsker som inneholder faste partikler, forårsaker erosjonskorrosjon dersom partiklene ikke blir filtrert bort godt nok i systemet.
I legeringer som inneholder to metaller, kan det minst edle metallet være utsatt for korrosjon. Messing for eksempel er ei blanding av kopper og sink. Fordi sink er mindre edelt enn kopper, kan sinket korrodere bort slik at den gule messingfargen endres i retning av den rødbrune kopperfargen. I tillegg får det gjenværende metallet dårligere mekaniske egenskaper og kan sprekke.
I grått støpejern endrer områder der jernet korroderer bort, farge fra grått til svart ettersom det er det mer edle stoffet karbon som blir igjen.
Marint aluminium er vanligvis legert med magnesium. Magnesium er mer aktivt enn aluminium og korroderer når det eksponeres for klorider. Klorider er svært aggressive både mot magnesiumet og mot det passiverende aluminiumslaget.
Stresskorrosjon eller spenningskorrosjon oppstår når et metall i et korrosivt miljø blir påført ei strekkspenning. Metall under belastning kan korrodere raskere enn normalt forventa. De belasta områdene vil utvikle mikroskopiske overflatesprekker, og da kan korrosjonen akselerere på disse stedene og svekke metallet. Metallet kan til slutt bli perforert.
Strekkspenning kan oppstå når store temperatursvingninger forårsaker utvidelser og sammentrekninger i metallet. Det beste forsvaret mot spenningskorrosjon er å sørge for at metallet utsettes så lite som mulig for strekkspenning.
Noen metaller er særlig utsatt for stresskorrosjon når de er plassert i bestemte miljøer. Det gjelder for eksempel kopper i ammonikakkløsninger, rustfritt stål i sjøvann og karbonstål i nitratløsninger.
Ved denne metalldelen har belastninger forårsaka sprekker som gjør at delen korroderer enda raskere.
Denne metalldelen er overgrodd med mikroorganismer.
Mikrobiell korrosjon (også kalt mikrobiologisk påvirka korrosjon, eller MIC) er korrosjon som utløses eller forsterkes av mikrober som setter seg fast på metallet. Disse mikrobene kan produsere aggressive stoffer, for eksempel svovelsyre, som skader metaller og belegg.
Mikrobiologisk (bakteriell) korrosjon finner vi blant annet i kloakkrør, vannballasttanker og oljetanker. Mikrobiell korrosjon kan kontrolleres med biocider, belegg og korrosjonsvern.
Når du skal konstruere, vedlikeholde eller reparere en konstruksjon, kan du ta noen forholdsregler for å redusere faren for korrosjon:
Kontroller delen(e) for skarpe kanter og hjørner.
Unngå grove sveisesømmer, blåsehull og/eller sveisesprut.
Unngå bimetalliske kombinasjoner.
Lag god drenering slik at du hindrer at vann blir liggende noe sted.
Legg til rette for at det blir enkelt å male og vedlikeholde konstruksjonen.
Konstruer med god kantradius.
Unngå punktsveising, sprekker og smale hull når du lager konstruksjoner.
Vurder faren for strømningsturbulens, sprekker og kavitasjon.
Vurder om konstruksjonen kan bli eksponert for aggressive ioner og kjemikaler.
Vurder temperatur og luftfuktighet i miljøet der konstruksjonen skal brukes.
Vurder belastning og stress på konstruksjonen. Tenk på både påført, gjenværende og gjentatt belastning.