6. Korroosio
Johdanto
Metalliesineet ovat jatkuvassa kosketuksessa ympäristön kanssa. Reaktioissa ympäristötekijöiden kanssa metalliatomit pyrkivät palautumaan takaisin luonnolliseen jalostamattomaan tilaan yhdisteiksi. Tämän ilmiön havaitsemme metallin syöpymisenä. Tätä syöpimistä ympäristötekijöiden vaikutuksesta tapahtuu kaikille metalleille. Epäjalot metallit syöpyvät nopeammein kuin jalot. Raudan korroosio eli ruostuminen on arkielässää merkittävin esimerkki.
Korroosio on hapettumisilmiö, jossa metalliatomit luovuttavat ulkoelketroneja joko ilmassa oleville kaasuille tai jalommalle metallille.
Korroosiolle menetetään vuosittain huomattava määrä raaka-ainetta, joten ilmiön tunteminen ja sen estäminen sekä hidastaminen on kansantaloudellisestikin tärkeää.
Korroosio on hapettumisilmiö, jossa metalliatomit luovuttavat ulkoelketroneja joko ilmassa oleville kaasuille tai jalommalle metallille.
Korroosiolle menetetään vuosittain huomattava määrä raaka-ainetta, joten ilmiön tunteminen ja sen estäminen sekä hidastaminen on kansantaloudellisestikin tärkeää.
Kemiallinen korroosio
Kemiallinen korroosio on seurausta ympäristötekijöistä. Merkittävimpänä tekijöinä on ilmassa olevat kaasut. Erityisesti happi (O2), hiilidioksidi (CO2) aiheuttavat metalliatomien hapettumista. Raudan korroosio eli ruostuminen vaatii aina hapen lisäksi kosteutta eli vettä. Kemiallisessa korroosiossa epäjalo metalli siis syöpyy ilmassa olevan hapen ja kosteuden vaikutuksesta.
Yleisin epäjalonmetallin korroosion aiheuttaja on ilmassa olevasta happi. Epäjalometalli hapettuu ja sen pinnalle muodostuu oksidikerros. Esimerkiksi alumiinin ja sinkin pinnalle muodostuva ohut oksidi kerros on hyvin tiivis. Tämä kerros estää pinnan alla olevia metalliatomeja hapettumasta. Myös ruostumattoman teräksen ruostumattomuus perustuu tähän ilmiöön.
Kuparin korroosiosssa hiilidioksidi, rikkidioksidi ja vesi yhdessä hapettavat kuparia. Kuparin pinnalle muodostuu vihreää patinaa.
Yleisin epäjalonmetallin korroosion aiheuttaja on ilmassa olevasta happi. Epäjalometalli hapettuu ja sen pinnalle muodostuu oksidikerros. Esimerkiksi alumiinin ja sinkin pinnalle muodostuva ohut oksidi kerros on hyvin tiivis. Tämä kerros estää pinnan alla olevia metalliatomeja hapettumasta. Myös ruostumattoman teräksen ruostumattomuus perustuu tähän ilmiöön.
Kuparin korroosiosssa hiilidioksidi, rikkidioksidi ja vesi yhdessä hapettavat kuparia. Kuparin pinnalle muodostuu vihreää patinaa.Sähkökemiallinen korroosio
Metallin syöpyminen voi olla myös sähkökemiallinen ilmiö. Sähkökemiallisesssa korroosiossa kahden eri metallin ollessa kosketuksissa toistensa kanssa riittävässä kosteissa olosuhteissa epäjalompi metalli syöpyy
Korroosionesto
Metallien syöpymisen estäminen on erittäin tärkeää. Metallien korroosio aiheuttaa yhteiskunnalle merkittäviä taloudellisia tappioita. Korroosion estolla ja metallien kierrätyksellä säästetään energiaa ja luonnonvaroja.
Korroosiota estetään monella tavalla:
Pinnoittamaminen on yleisin korroosion estotapa. Erilaisia pinnoitteita on useita maali, lakka, öljy, kumi, tiivis oksidikerros sekä toinen metalli.
Galvanointi tarkoitta metallin pinnoittamista epäjalommalla sinkillä. Sinkki reagoi epäjalompana ensin.
Seostaminen tarkoittaa, että metalliin lisäätään toista metallia. Esimerkiksi ruostumattomassa teräksessä rautaan lisätty kromi ja nikkeli muodostavat pinnalleen suojaavan oksidikerroksen ja näin rauta säästyy korroosiolta.
Uhrimetalli on epäjalompi suojametalli, joka laitetaan kiinni suojattavaan metalliin.
Jos korroosiota tapahtuu, syöpyy uhrimetalli ensin epäjalompana metallina. Tätä menetelmää käytetään valtamerilaivoissa. Erityisesti potkurin ympärille kiinnitetään sinkkiharkkoja, jotka epäjalompana syöpyvät ensin.
Korroosiota estetään monella tavalla:
Pinnoittamaminen on yleisin korroosion estotapa. Erilaisia pinnoitteita on useita maali, lakka, öljy, kumi, tiivis oksidikerros sekä toinen metalli.
Galvanointi tarkoitta metallin pinnoittamista epäjalommalla sinkillä. Sinkki reagoi epäjalompana ensin.
Seostaminen tarkoittaa, että metalliin lisäätään toista metallia. Esimerkiksi ruostumattomassa teräksessä rautaan lisätty kromi ja nikkeli muodostavat pinnalleen suojaavan oksidikerroksen ja näin rauta säästyy korroosiolta.
Uhrimetalli on epäjalompi suojametalli, joka laitetaan kiinni suojattavaan metalliin. Jos korroosiota tapahtuu, syöpyy uhrimetalli ensin epäjalompana metallina. Tätä menetelmää käytetään valtamerilaivoissa. Erityisesti potkurin ympärille kiinnitetään sinkkiharkkoja, jotka epäjalompana syöpyvät ensin.