Corrosió
De Viquipèdia
La corrosió és l'alteració que causa l'ambient en un objecte manufacturat, excloent els efectes purament mecànics (com el desgast per fregament i la ruptura per impactes). Els exemples més coneguts són les alteracions químiques dels metalls a causa de l'aire, com la formació d'òxid de ferro en l'acer o la pàtina verda en el coure i els seus aliatges (com, per exemple, el llautó).
Malgrat tot, la corrosió és un fenomen molt més ampli que afecta a tots els materials (metalls, ceràmiques, polímers...) i tots els ambients (mitjans aquosos, atmosfera, alta temperatura...).
La corrosió és un problema industrial important, ja que pot ser causa d'accidents (trencament de certes peces) i, a més, representa un cost important, ja que es calcula que cada pocs segons es dissolen cinc tones d'acer al món. Uns pocs nanòmetres o picòmetres invisibles en cada peça, multiplicats per la quantitat d'acer existent al món, són realment una pèrdua important de material. Es calcula que, en general, el cost d'aquest desgast no és inferior al 2% del producte intern brut.
La corrosió és un camp de les ciències de materials que invoca a la seva vegada nocions de química i de física (físico-química)
Taula de continguts |
[edita] Aproximació a la corrosió dels metalls
La corrosió dels metalls és un fenomen de caire natural. En efecte, malgrat rares excepcions (l'or, el ferro d'origen meteorític...) els metalls estan presents a la Terra en forma d'òxid, en els minerals (com la bauxita si és alumini, l'hematita si és ferro...). Des de la prehistòria, tota la metal·lúrgia ha consistit en reduir els òxids en baixos forns, per tal de fabricar el metall. La corrosió, de fet, és el retorn del metall al seu estat natural, l'òxid.
La corrosió és una reacció química (oxidoreducció) en la que intervenen dos elements:
- La peça manufacturada
- L'ambient
Sovint es parla de l'"acer inoxidable"; el terme és inadequat per dues raons:
- Aquest tipus d'acer conté elements d'aliatge (crom, níquel) que s'oxiden; a aquesta capa d'òxid es deu la protecció de l'acer
- No està protegit més que en certs tipus d'ambients, i, probablement, s'oxidi en ambients diferents.
[edita] Naturalesa redox de la corrosió
La corrosió dels metalls és un procés electroquímic que implica dues semireaccions:
- Ambient àcid O2+ 4H+(aq)+4e-→ H2O o bé 2H++2e-→H2
- Ambient bàsic O2+2H2O+4e-→4OH- o bé 2H2O+2e-→H2+2OH-
Ambdues semireaccions es presenten simultàniament i no pot ocórrer una sense l'altra. Així, si es vol impedir la corrosió d'un metall es pot actuar inhibint la semireacció d'oxidació o bé la semireacció de reducció. Es diu que l'oxidació és un procés anòdic, mentre que la reducció és catòdic; d'aquesta manera existeixen inhibidors anòdics i inhibidors catòdics.
[edita] Tipus de corrosió
Existeixen diferents tipus de corrosió. Els més comuns són:
[edita] Corrosió generalitzada
L’oxidació es produeix uniformement en tota o gran part del metall. El metall poc a poc va perdent el gruix.
[edita] Corrosió per picadures (pitting corrosion)
La peça es manté sense atacar a un nivell macroscòpic, ara bé en certs punts locals (picadures) es produeix la corrosió. Lentament va avançant, les picadures esdevenen visibles i amb el temps arriben a perforar el metall. La producció de picadures està íntimament lligat amb la presència de ions clorur i la presenten entre d'altres, alguns acers inoxidables en ambients marins.
[edita] Stress Corrosion Cracking (SCC)
La combinació d'un agent químic i de tensions provoquen una corrosió que produeix fissures que acaben trencant el metall. Cal l'acció combinada de l'agent químic i de les tensions per a que es produeixi; és a dir per separat el material no es deteriora. El presenta per exemple aliatges especials de níquel, crom i ferro.
[edita] Detecció de la corrosió
La corrosió dels metalls provoca grans despeses econòmiques derivades del pintat dels metalls, reposició de material defectuós i sobretot per aturades en la producció per avaries. S'han desenvolupat diverses tècniques que permeten, amb més o menys èxit, conèixer el grau i tipus de corrosió de les canonades, reactors etc d'una indústria:
