Korrosionsskydd

Question 1

Vilka är de fyra möjligheterna för att minska korrosionsrisken?

Answer 1

1. Ändra miljön- I slutna system använda Inhibitorer som bromsar oxidationen eller reduktionen. Passivatorer hjälper till att passivera materialet.
2. Materialval- byta material till en bättre kombination.
3. Ytbehandling- katodiskt och anodiskt skyddande beläggningar.
4. Pålagd spänning- Materialet kopplas då till en strömkällas minuspol och är därmed kopplad som katod.

Question 2

Hur kan man ändra den korrosiva miljön?

Answer 2

1. Tillsätta kemikalie - som förbrukar oxidationsmedlet
2. Tillsätta inhibitior - som bromsar antingen katodreaktionen eller anodreaktionen, Gör ej tvärt om då accelereras korrosionen
3. Förhindra uppkomsten - ex sätta en tank på ben istället för rakt på marken så den ej kommer i kontakt med vätskor eller liknande
4. Tillsätta passivator - Kemikalie som ser till att man får en katodreaktion som är tillräckligt snabb för att kunna passivera materialet.

Question 3

Vad är en passivator?

Answer 3

En kemisk förening som passiverar metallen (ett starkt oxidationsmedel)

Question 4

I vilka situationer kan man INTE ändra miljön för att förbättra korrosionssituationen?

Answer 4

I öppna system kan man inte ändra miljön. Detta går endast att göra i slutna system.

Passivatorer, inhibitorer och kemikalier kan endast tillsättas i SLUTNA SYSTEM.

Question 5

Vad är en inhibitor?

Answer 5

Inhibitorer bromsar oxidationen eller reduktionen.

• Inhibitorer absorberas starkt till metallytan och blockerar korrosionsreaktionerna.
• Det finns anodisk och katodisk inhibitor

Ej för passiverbara metaller

Question 6

När är det vanligt att använda anodisk inhibitor och hur fungerar det?

Answer 6

Vid oljeproduktion

Den anodiska inhibitorn skapar avlagringar på anodytorna som på så sätt hämmar anodreaktionen

Question 7

Vilka är de två varianterna av ytbeläggningar och hur verkar dessa?

Answer 7

1. Katodiskt skydd - beläggning med oädlare metall (zink på båtar)
   → ytskiktet är anodiskt som oxideras, dvs skiktet avger elektroner
   → Om ytskiktet repas bildas galvanisk cell och ytskiktet korroderar bort och skyddar underliggande metall
2. Anodiskt skydd - Beläggning med ädlare metall
   → Ytskiktet är katodiskt
   → Om ytskiktet repas blir repan “anodisk” och övrig metall katodisk → Allvarlig korrosion

Question 8

Nämn en vanlig typ av anodisk beläggning

Answer 8

Nickelbeläggning på stål

Question 9

Nämn olika sätt man kan göra belägg som skyddar metallerna

Answer 9

1. Färg (båtar)
2. Gummi - Vanligt i billack
3. Plast - Vanligt i billack
4. Keramer

Question 10

Vad menas med korrosionsskydd med pålagd spänning?

Answer 10

Metallen kopplas till en pol för att påverka metallens potential på så sätt att den blir mer korrosionsbeständig

Question 11

Vad är katodiskt skydd med pålagd spänning?

Answer 11

1. Kopplas till negativ pol → blir KATOD
2. Polariseras i katodiskt riktning → potentialen sjunker

• Katodiskt skydd sänker potentialen från korrosionspotentialen ned mot jämnviktspotentialen
• Pluspol kopplas till motelektrod som måste finnas i samma elektrolyt (placeras helst i mitten–> jämn täckning)

Question 12

När är det vanligt att man använder sig av katodiskt skydd med pålagd spänning? Och i samband med vilka material?

Answer 12

1. Rörledningar
2. Pipelines

• Stål

Question 13

Risker med pålagd potential med katodiskt skydd?

Answer 13

1. För hög strömtäthet kan ge väteförsprödning
2. Kan vara farligt att använda på aluminium då miljön runt katoden blir alkalisk och aluminiums passivskikt upphov vid pH > 10

Question 14

Vad anodiskt skydd med pålagd potential? Vad är fördelarna? Nackdelar?

Answer 14

1. Kopplas till positiv pol –> blir ANOD
2. Bygger på metallernas passiveringsförmåga.
   → Pålagd potential måste ligga inom passivområdet

+ Liten strömförbrukning. Endast ström motsvarande strömtätheten i passivområdet krävs.

-Risk för gropfrätning om inte potentialen kontrolleras

Question 15

Vilka är det vanligaste användningsområdet för anodiskt skydd med pålagd potential?

Answer 15

1. Rostfria stål
2. Svavelsyra-tankar

Question 16

Vad är en offeranod?

Answer 16

En offeranod måste ha lägre korrosionspotential/vara oädlare än materialet man skyddar.
→ dvs offeranoden blir anod och övriga metallen blir katod
→ offeranoden korroderar bort och katoden skyddas
→ Ersätts med en ny offeranod

Question 17

Aluminiums korrosionsegenskaper kan förbättras genom anodisering - hur går det till?

Answer 17

Anodisering av aluminium skapar en beläggning med ett skikt av keramisk aluminiumoxid som är väsentligt tjockare (1-25 μm), hårdare och mer korrosionsresistent än det spontant bildade passivskiktet. Komponenten doppas i en syra där en potential läggs på. Spänning och temperatur styr skiktets struktur. När skiktet är poröst kan små pigmentpartiklar gå ner i porerna. Sedan behandlas skiktet i vattenånga och porerna sluts så pigmentet låses in i skiktet.

Skiktet ger dessutom bra nötningsegenskaper vilket kan vara bra när man skall trycka bromsklossar på fälgen i en miljö med mycket grus och sand.

Question 18

Austenitiska rostfria stål har en austenitisk struktur vid alla temperaturer. Det får det främst av att?

Answer 18

Stålet legeras med Ni som stabiliserar FCC-strukturen. Typiskt behövs minst 8 %

Question 19

Eventuella problem med galvanisering?

Answer 19

• Ojämn strömfördelning ger ojämt skikt.
• Risk för väteförsprödning

Question 20

Vad är Varmförzinkning?

Answer 20

En metall doppas i flytande 460-gradig zink.

Flussmedel avlägsnar hydroxider och oxider från metallen.

Varmförzinkning används där föremålet utsätts för hårdare klimatpåverkan, d.v.s. i allmänhet för utomhusbruk. Varmförzinkning ger tjockare lager och en matt yta.

Question 21

När använda galvanisering respektive varmförzinkning?

Answer 21

Galvanisering används på föremål som används i något så när skyddad miljö, d.v.s. huvudsakligen inomhus i ej alltför fuktiga lokaler. Galvaniseringen ger bara en ganska tunn beläggning, men med en blank yta vilket kan vara en utseendemässig fördel.

Föremål som utsätts för hårdare klimatpåverkan, d.v.s. i allmänhet för utomhusbruk, brukar vanligtvis varmförzinkas istället för att galvaniseras. Varmförzinkning ger tjockare lager och en matt yta.

Question 22

Processen för att förnickla metall?

Answer 22

Man kan belägga skikt av en metall på en annan genom elektrolytisk metallbeläggning.

Den metall man vill belägga kopplas som katod i en sur lösning som innehåller joner av den metall man vill belägga med. Dessa joner kommer då att reduceras på metallens yta så att det bildas ett metalliskt skikt.

För att få ett jämnt skikt behövs en jämn strömfördelning och för att undvika väteförsprödning kan det vara lämpligt att värma upp detaljen efter beläggningen så väte drivs ut.

Question 23

Fosfatering är samlingsnamnet på ett stort antal kemiska ytomvandlingsprocesser.

Hur utförs fosfatering?

Answer 23

Det rengjorda ämnet utsätts under ca en timme för nästan kokande 3–4-procentig lösning av till exempel järnfosfat eller järn- och manganfosfat, som kan erhållas genom att lösa ferromangan i fosforsyra.

Fosfatskiktet kan även bildas genom att lågspänd växelström (elektrofosfatering) leds genom stålämnet i fosfatbadet under några minuter.
Reaktionen pågår under väteutveckling och avstannar när fosfatlagret nått en viss tjocklek.

Question 24

Vad har fosfatering för fördelar?

Answer 24

Ger ojämn yta →

• bra målningsunderlag
• fäste för smörjmedel
• visst korrosionsskydd

Question 25

Vad är polarisation?

Answer 25

Förändring av en metalls potential från jämviktsläget, elektronerna dras till +polen/något med högre potential

Question 26

Vad är betmedel?

Answer 26

Betning=lösa och avlägsna ytföroreningar: glödskal, svetsoxider, rester från slipskivor, slipband, eventuella järnföroreningar, blästermedel m.m. från den rostfria stålytan. Ex:

25% Svavelsyra H2SO4 95-100^oC

20% Saltsyra HCl 80^oC

Question 27

Om man svetsar ett austenitiskt stål med hög kolhalt är det en stor risk att?

Answer 27

kromkarbider utskiljs i korngränserna

Fenomenet kallas sensibilisering och resulterar i att kromhalten blir lägre i korngränserna där karbiderna bildats än i kornen.

Det innebär att korrosionshärdigheten minskar markant i korngränserna, vilket kan resultera i interkristallin korrosion=korngränskorrosion

Question 28

Rostfritt stål korroderar mycket långsammare än kolstål tack vare?

Answer 28

Stålet har legerats med minst 10-12% Cr, även 5-20% Ni ger bättre korrosionsegenskaper. Det bildas en tunn, passiv hinna som skyddar det underliggande stålet mot vidare oxidation. Ytskiktet består av kromoxid som är bara 20–30 Å tjockt.

Om stålets yta skadas, återbildas ytskiktet mycket snabbt förutsatt att det finns syre tillgängligt i omgivningen.

Den kemiska motståndskraften i rostfritt stål ökar med stigande kromhalt, men den ökar även med minskande kolhalt, varför rostfria stål bör ha en kolhalt under 0,25 %.

Question 29

Vad är Anodisering?

Answer 29

Anodisering är en ytbehandling som förstärker materialets korrosionsskydd. Det är med andra ord enbart metaller som anodiseras och då främst aluminium och magnesium.

Anodisering skapar en elektrolytiskt passiverad yta på ca 5-25 µm som ökar korrosionsmotståndet, pH-resistensen och nötningsmotståndet samtidigt som det ger viss elektrisk isolering och möjlighet att infärga

Question 30

Två typer av korrosionsskydd som kan motverka gropfrätning?

Answer 30

En passivator är en kemisk substans som i rätt

koncentration säkerställer att katodreaktionen är

snabb nog att passivera materialet.

Med en pålagd potential som höjer

skyddsföremålets potential upp i passivområdet

kan man också säkerställa passivering.

Eftersom potentialen måste bli rätt behöver man

både en referenselektrod och en motelektrod

som en potentiostat som kontrollerar skyddet.

Question 31

Typer av förbehandling?

Answer 31

Rengör metallytan från oljor, smuts, valshud (oxid) m.m.

• Kemiskt

Avfettning

Betning

• Mekaniskt

Borstning

Blästring

Skrapning

Trumling

Question 32

Beskriv hur avfettning går till

Answer 32

Man sprayar detaljen med en varm lösning eller doppar den i lösningen, och sedan sköljer man i vatten. En tensid är en molekyl med en hydrofob (vattenavstötande) och en hyrdofil (vattenälskande) ända med olika laddningar. Den positivt laddade hydrofoba ytan binder till fettet och den negativt laddade orienteras mot vattnet. De negativa laddningarna repellerar varandra så att det bildas små droppar av fett i lösningen inte slås ihop till stora droppar och flyter upp till ytan.

Question 33

Hur fungerar ett Cr-Ni-skikt på stål?

Answer 33

Krom-nickelskiktet passiveras och kommer då att ha en högre korrosionspotential än Fe.

Skiktet ger därmed ett anodiskt skydd med ett katodiskt skikt. Så länge skiktet är intakt kommer varken skiktet eller stången att korrodera aktivt. Om det blir skador i skiktet kommer däremot Fe att bli anod och korrodera med en från början liten anodyta som ger ett relativt snabbt angrepp.

Question 34

Beskriv hur man åstadkommer ett Cr-Ni-skikt på en komponent i stål (galvanisering/ förzinkning)

Answer 34

Elektrolytisk metallbeläggning används för att skapa skikt av en metall på en annan.

Den metall som skall beläggas stoppas ner i ett surt bad med joner av den metall man vill belägga med, t.ex. Cr3+. En potential kopplas in så att man får en katodreaktion med reduktion av metalljoner på metallens yta, t.ex. Cr3+ + 3e- ➔ Cr.

Man behöver ha en jämn strömfördelning i över komponentens yta för att få ett jämnt skikt.