Korroosionesto ja pinnoitustekniikka korroosiomuodot Korroosion esiintymismuodot Yleinen korroosio

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Korroosion esiintymismuodot: • Yleinen korroosio • Jännitystila ja korroosio yhdessä • Paikallinen korroosio –Piste- eli kuoppakorroosio –Korroosioväsyminen –Rako- eli piilokorroosio –jännityskorroosio • Valikoiva eli selektiivinen korroosio • Galvaaninen eli kontaktikorroosio • Mekaanisista ja kemiallisista tekijöistä yhdessä johtuva korroosio • Raerajakorroosio • Eri korroosiomuotojen yhdistelmät –Eroosiokorroosio –Kavitaatiokorroosio –Hankauskorroosio 1

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Yleinen eli tasainen korroosio, uniform corrosion • Tasaisessa korroosiossa materiaali syöpyy lähes samalla nopeudella koko pinnaltaan • Tämä on sähkökemiallista korroosiota ja toimii kuten galvaaninen korroosio • Sitä esiintyy vesiliuoksissa ja kosteissa ympäristöissä • Nopeutta ilmoitetaan painohäviönä tai mittamuutoksena • Tasainen korroosio on tyypillistä useimmilla suojaamattomilla metallipinnoilla ilmastorasituksessa • Esimerkiksi ulkona tapahtuva hiiliteräksen korroosio • Tämä korroosiomuoto on seurausta anodi- ja katodialueiden jatkuvasta paikanvaihdosta ja anodialueiden syöpymisestä 2

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Paikallinen korroosio: Piste- eli kuoppakorroosio, Pitting • Pistekorroosiossa syntyy kuoppakeskittymiä • Pistesyöpymät syntyvät ympäristöään aktiivisempiin kohtiin, joissa metalli on jo alkanut liueta ja joihin ympäristön "aggressiiviset" ionit, kuten Cl-ionit hakeutuvat kiihdyttämään metallin liukenemista. • Metallin liuetessa myös tunkeutuvien ionien määrä kuopassa lisääntyy ja näin korroosionopeus kasvaa. • Pistekorroosio on tyypillistä passiivikalvon omaavilla teräksillä, esim alumiinilla ja ruostumattomalla teräksellä 3

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Rako- eli piilokorroosio, crevice corrosion • Piilokorroosiota esiintyy metallipinnalla olevien korroosiotuotteiden ja muiden saostumien ja likakertymien alle. • Rakokorroosiota esiintyy rakenteiden ahtaissa koloissa, raoissa, syvennyksissä jne joihin hapen pääsy on estynyt. Pahimpia ovat sellaiset raot, joihin liuos pääsee tunkeutumaan, mutta ei huuhtoudu pois vaan jää seisomaan • Rakokorroosio on tyypillistä passiivikalvon omaavilla teräksillä, esim alumiinilla ja ruostumattomalla teräksellä • Syynä tähän korroosiotyyppiin on liuoksen koostumuksen muuttuminen raossa sellaiseksi, että korroosio kiihtyy. Suurimpana syynä on 4 happipitoisuuserot ja happamuuden kasvu raossa

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Galvaaninen eli kontaktikorroosio • Korroosiopari muodostuu kahdesta tai useammasta eri metallista samassa elektrolyytissä. Galvaanisen korroosion estämiseksi on samassa rakenteessa käytettävä metalleja, jotka ovat galvaanisessa jännitesarjassa mahdollisimman lähellä toisiaan. • Galvaanisessa korroosiossa on pyrittävä välttämään eri metallien kontaktia. • Lopullinen korroosionopeus määräytyy galvaanisessa parissa kulkevan virran mukaan 5

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Mekaanisista ja kemiallisista tekijöistä yhdessä johtuva korroosio –Eroosiokorroosio –Kavitaatiokorroosio –Hankauskorroosio 6

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot • Eroosiokorroosio, Erosion corrosion • Esimerkiksi putkistossa virtaavassa nesteessä olevien kiinteiden epäpuhtauksien kuluttavaa vaikutusta kutsutaan eroosiokorroosioksi tai partikkelieroosioksi. • Eroosiokorroosiolla voidaan tarkoittaa myös pelkästään suuren virtausnopeuden ja korroosion yhteisvaikutusta. Pumput, venttiilit, virtauksen sisäänmenot ja ulostulot sekä jyrkät mutkat ja haarat putkistoissa ovat tyypillisimpiä eroosiokorroosion vaikutuksille alttiita kohtia. Eroosiokorroosiolle on ominaista sen paikallinen luonne. • Vasta kriittisen virtausnopeuden jälkeen korroosio kiihtyy. Syöpymät ovat kirkkaita ilman korroosiojätteitä. Partikkelit nesteessä nopeuttavat eroosion vaikutusta 7

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot –Kavitaatiokorroosio, Cavitation corrosion • Kavitaatiossa nesteessä muodostuu kaasukupla, joka särkyy. Kavitaatiokorroosiota on kaasukuplan paineen ja korroosion yhteisvaikutuksesta tapahtuva kuluminen • Tyypillisiä esimerkkejä ovat hydraulilaitteet, laivojen potkurit, pumppujen siipipyörät sekä putkistot. Kavitaatiokorroosiolle alttiit laitteet joutuvat kestämään höyrykuplien luhistumisen seurauksena jopa tuhansien N/mm 2: ien suuruisia, paikallisia paineiskuja sekä 8 voimakasta paikallista kuumenemista

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot –Hankauskorroosio, Fretting • Hankauskorroosiota esiintyy kahden toisiaan koskettavan metallin hangatessa toisiaan syövyttävissä olosuhteissa • Korroosiomuotoa esiintyy yleensä pinnoilla, joita ei ole tarkoitettu alun perin toisiinsa nähden liikkuviksi. Tästä esimerkkinä pultit, joiden kiristys on löystynyt ja jotka ovat alkaneet värähdellä toistensa suhteen. • Hiertymisvaurioille alttiita koneenosia tai rakenteita ovat esimerkiksi erilaiset puristussovitteet, pultti-, niitti-, kitka- ja kiilaliitokset, lautas- ja lehti jouset, laakerit ja lankojen tai vaijerien kosketuskohdat jne 9

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Jännitystila ja korroosio yhdessä –Korroosioväsyminen • Korroosion ja vaihtelevan jännitystilan yhteisvaikutuksesta tapahtuva metallin murtuminen • Kaikki metallit seoksineen ovat alttiita korroosioväsymiselle ja kaikissa niille ominaisissa korroooosioympäristöissä. Tälle korroosiomuodolle erittäin altis kombinaatio on esimerkiksi austeniittinen ruostumaton teräs kloridipitoisessa ympäristössä • . Esiintyminen: putkistojen ja säiliöiden sisäpaineen vaihteluista, epätasaisesta höyry- tai nestevirtauksesta venttiileissä sekä venttiilien käyttöön liittyvistä paineiskuista, . Putkistojen ja säiliöiden lämpölaajenemiskäyttäytymisen eroista, laitoksen tai prosessin ylösja alasajoista, oheislaitteiden, kuten pumppujen, kompressorien tai venttiilien, aiheuttamista värähtelyistä, paikallista lämpötilavaihteluista jne 10

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot –Jännityskorroosio • Kun syövyttävässä ympäristössä metalliin vaikuttava staattinen vetojännitys aiheuttaa murtuman, on kyseessä jännityskorroosio • Jännityskorroosio aiheuttaa metalliin säröjä, jotka voivat rikkoa metallin kokonaan, Täysin puhtaissa metalleissa tätä korroosiomuotoa ei juuri esiinny, mutta useissa metalliseoksissa se on varsin tyypillinen vaurioiden syy • Jännityskorroosioherkkyys lisääntyy olennaisesti hapen tai muiden voimakkaiden hapettajien ollessa läsnä. • Lämpötilan nousu puolestaan kiihdyttää jännityskorroosiota • Suoritetut lämpökäsittelyt, muokkausaste ja niiden säätelemät ominaisuudet, kuten lujuus ja kovuus, määräävät tietyillä seoksilla jännityskorroosiotaipumuksen 11

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Raerajakorroosio etenee metallin raerajoja pitkin Raerajakorroosiota esiintyy tyypillisesti happamissa liuoksissa, mutta myös neutraaleissa liuoksissa sitä tavataan. Materiaaleista etenkin austeniittisten ruostumattomien terästen osalta voidaan puhua jo eräänlaisesta vitsauksesta. Ruostumattomien terästen yhteydessä käytännön kannalta merkityksellisin raerajakorroosion muoto on niin sanotun herkistymisilmiön seurauksena tapahtuva raerajakorroosio. Kuumentamisen, esimerkiksi lämpökäsittelyn, yhteydessä mahdollisesti tapahtuvassa herkistymisessä metallin seosaineena oleva hiili imee raerajoilta kromia, joka sitoutuu karbideihin 12

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Valikoiva eli selektiivinen korroosio • Valikoivassa korroosiossa esimerkiksi jokin metalliseoksen seosaine liukenee muita nopeammin • Valikoivassa syöpymisessä jokin seosaine tai mikrorakenneosa liukenee muita nopeampaa ja tuloksena voi olla esimerkiksi hyvin huokoinen rakenne. • Korroosiomuotoa esiintyy suhteellisen heikosti syövyttävissä olosuhteissa; jolloin pinnan kokonaiskorroosio on muuten pientä. Tyypillinen esimerkki valikoivasta syöpymisestä on sinkinkato messingeissä, jolloin jäljelle jää huokoinen kuparimassa. • Erityisen haitallinen ongelma tämä on messinkijuotteilla kootuissa putkistoissa, joiden juotosaumat alkavat vuotaa 13 muutaman vuoden kuluttua käyttöönotosta

Korroosionesto ja pinnoitustekniikka: korroosiomuodot Muita korroosiomuotoja Eloperäinen korroosio: Biologista korroosiota esiintyy p. H: lla 0 -11 ja alle 80 asteen lämpötiloissa kosteissa ympäristöissä hyvin erilaisissa ympäristöissä. Anaerobiset ja aerobiset: Hajavirtakorroosio (Stray current corrosion) Lankamainen korroosio (Fillform corrosion) 14