6.6 Korrosjon og korrosjonsvern

Korrosjon

Korrosjon er nedbryting av metall gjennom elektrokjemiske reaksjonar med miljøet.

Korrosjon av jern (rust)

Rust er det vanlegaste korrosjonsproblemet.

Anode (oksidasjon):
$$\text{Fe}(s) \rightarrow \text{Fe}^{2+}(aq) + 2e^-$$

Katode (reduksjon):
$$\text{O}_2(g) + 2\text{H}_2\text{O}(l) + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^-(aq)$$

Vidare oksidasjon:
$$\text{Fe}^{2+} \xrightarrow{\text{O}_2} \text{Fe}^{3+} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$$

Vilkår for korrosjon

Tre faktorar må vera til stades:
1. Metall (anode)
2. Oksygen (katodeoksidant)
3. Vatn/elektrolytt (iontransport)

Faktorar som påverkar korrosjon

Aukar korrosjonsfarten:

1. Elektrolytt:
- Salt (NaCl) aukar leiingsevna
- Difor rustar bilar raskare ved kysten

2. pH:
- Sur løysing aukar korrosjonen
- Surt regn akselererer rustinga

3. Temperatur:
- Høgare temperatur → raskare korrosjon

4. Spenningsskilnad:
- To ulike metall i kontakt (galvanisk korrosjon)
- Det minst edle metallet korroderer

5. Oksygentilgang:
- Meir O₂ → raskare korrosjon
- Særleg ved vasslinja (differensialcelle)

Galvanisk korrosjon

Når to ulike metall er i kontakt:
- Det mest uedle metallet blir oksidert
- Det edlaste metallet blir verna

Døme: Stål + kopar
- Stål (Fe) korroderer raskare
- Kopar blir verna

Korrosjonsbeskyttelse

1. Barrierebeskyttelse

Hindrar kontakt mellom metall og miljø:
- Måling - må fornyast regelmessig
- Lakk - for dekorative formål
- Galvanisering (sinkbelegg) - vernar sjølv ved skade
- Forkroming - hardkrom for slitasje
- Emaljering - glasaktig belegg

2. Katodisk beskyttelse

Metallet blir gjort til katode (reduksjon skjer).

Offeranode:
- Eit meir uedelt metall blir kopla til
- Sinkblokker på skip og rørleidningar
- Magnesiumanodar på varmtvassberedarar

Påtrykt straum:
- Ekstern straumkjelde gjer metallet til katode
- Blir brukt på store konstruksjonar

3. Anodisk beskyttelse

Dannar vernande oksidfilm:
- Rustfritt stål (krom dannar Cr₂O₃-film)
- Anodisering av aluminium