Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6: Materialen en Hardware Hoofdstuk 6 Blz 198 t/m 203

Corrosie is de natuurlijke chemische aantasting van materialen doordat hun omgeving op ze inwerkt, in het bijzonder de aantasting van metalen door elektrochemische reacties.


Corrosie oorzaken

Zoals je misschien al weet kan de industrie voor vrijwel alle constructies materialen leveren, die onder de beoogde gebruiksomstandigheden geen corrosieproblemen geven.

Dat we in de praktijk nog steeds met het corrosieverschijnsel worden geconfronteerd is een gevolg van het afwegen van kostprijs en levensduur van het object of van een foute werkmethode.

De oorsprong van het ontstaan en voortgang van corrosieprocessen kan herleid worden tot een aantal praktische oorzaken, deze zijn:

  • Het milieu;
  • De materialen;
  • De materiaalbeschermingsmiddelen;
  • De materiaalspanning;
  • De constructie.
Corrosie op rupsband

Het milieu

Zoals bekend is corrosie een ongewenste aantasting van een materiaal door een chemische of elektrochemische reactie met stoffen uit zijn omgeving, het milieu.

Onder milieu verstaan we in dit verband het geheel aan uitwendige omstandigheden waaraan het materiaal is blootgesteld. De mate waarin het metaal wordt aangetast is afhankelijk van de aard van het milieu waaraan het is blootgesteld.

Een grove indeling van het milieu is:

  • De atmosfeer;
  • Water;
  • De grond;
  • Chemische stoffen.

De atmosfeer

De atmosfeer is op zijn beurt weer te verdelen in:

  • Een landelijke atmosfeer. Deze is weinig agressief;
  • Een industriële atmosfeer. Deze is sterker agressief ten gevolge van de enorme verontreiniging van de atmosfeer door uitstoten van gassen en chemische dampen door fabrieken;
  • Een zee- of kustklimaat. Deze is eveneens sterk agressief door de zoutdeeltjes afkomstig van het zeewater. Chloorionen zorgen voor een snelle aantasting.

Water

Hierbij kunnen we weer onderscheid maken tussen zoet water en zoutwater. De samenstelling van het water is van grote invloed op het corrosief karakter. Hoe groter het zoutgehalte, hoe agressiever.

Ook andere stoffen in het water zijn van invloed op de agressiviteit. Bijvoorbeeld het kalk-, ijzer-, zuurstof- en koolzuurgehalte.

Corrosie op een gestrand schip

De grond

De grond speelt ook een rol in de corroderende invloed van het milieu. Zo is droge zandgrond minder agressief dan natte veengrond, die humuszuren bevat. Ook het zoutgehalte en het zuurstofgehalte zijn van invloed op de vorming van corrosie.

Chemische stoffen

Deze stoffen hebben veelal een sterke corroderende invloed. De mate waarin is, afgezien van de stof zelf, afhankelijk van de concentratie, de zuiverheid of samenstelling en de temperatuur.

Het milieu in Nederland is door de geografische ligging van ons land vrij ongunstig voor metalen. De atmosfeer bevat altijd vocht, zout en andere verontreinigingen. Nederland is in zijn geheel een van de zuurste gebieden ter wereld.

Corrosie: De materialen

Bij het ontwerpen van constructies wordt gezocht naar materialen, die het beste aan alle gestelde eisen voldoen. Tot de factoren die bij de materiaalkeuze in het kader van corrosiepreventie van belang zijn behoren ondermeer de bedrijfsomstandigheden.

Hieronder verstaan we het milieu en de optredende statische en dynamische krachten. Indien een materiaal niet aan alle gewenste eigenschappen voldoet, moeten we trachten om de ongunstige eigenschappen te elimineren.

Bij verschillende materialen die in een constructie met elkaar worden verbonden, moet worden getracht een combinatie te vermijden van materialen die in de spanningsreeks ver uit elkaar liggen (zie tabel).

GoudAu+1,40
PlatinaPt+1,20
ZilverAg+0,80
KwikHg+0,77
KoperCu+0,34
KoolstofC+0,30
WaterstofH0,00
NikkelNi-0,25
CadmiumCd-0,40
IJzerFe-0,44
ChroomCr-0,56
ZinkZn-0,76
TitaniumTi-1,63
AluminiumAl-1,66
MagnesiumMg-2,35
Spanningsreeks

De materiaalbeschermingsmiddelen tegen corrosie

Bij auto’s, bussen en treinen moet de constructie ten minste 10 jaar meekunnen zonder dat bijzondere reparaties nodig zijn. Bij vliegtuigen is deze eis tegenwoordig 20 jaar bij intensief gebruik.

De primaire eisen die aan een corrosiebeschermingssysteem worden gesteld zijn:

  • Het systeem dient bestand te zijn tegen de in het voertuig toegepaste materialen als brandstof, vloeistof, smeermiddelen, afdichtmiddelen, enzovoort;
  • Het systeem dient bij elke temperatuur die onder operationele omstandigheden kan treden, bestand te zijn tegen alle agressieve stoffen;
  • Het systeem moet bij beschadiging ervan toch voldoende bescherming blijven bieden;
  • Het uiterlijk moet aantrekkelijk zijn en blijven;
  • De constructie moet toegankelijk zijn voor inspectie;
  • Het systeem moet relatief eenvoudig in onderhoud zijn;
  • De levensduur van het systeem mag niet onderdoen voor die van het metaal waarop het is aangebracht.

De materiaalspanning

De hoge mechanische spanningen die in constructies voorkomen, noodzaken tot een goede bescherming tegen corrosie daar weinig reserves voor wat betreft de sterkte van het onderdeel aanwezig zijn.

De aantasting van materiaal in een corrosief milieu verlaagt de vermoeiingssterkte van het materiaal aanzienlijk. Hierbij is vooral de gevoeligheid van het materiaal voor put- en interkristallijne corrosie van belang.

Bij het ontwerpen van constructies dient een constructeur met bovengenoemde verschijnselen rekening te houden en hierbij kunnen de volgende voorzorgsmaatregelen getroffen worden:

  • Het vermijden van trekspanningen, die kunnen ontstaan bij de montage of de fabricage van onderdelen;
  • Het vermijden van trekspanningen die loodrecht op de vezelrichting staan;
  • Het aanbrengen van een afsluitende deklaag;
  • Het geven van een dusdanige warmtebehandeling dat de kans op het optreden van spanningscorrosie vermindert wordt;
  • In nieuwe constructies materialen toepassen die minder gevoelig zijn voor spanningscorrosie.
Corrosie op een neergestort vliegtuig

De constructie en corrosie

Het optreden van corrosie wordt sterk beïnvloedt door de constructie. De ontwerper kan hiermee rekening houden bij het kiezen van de vorm, het materiaal, de afmetingen en de afwerking van het object.

Vaak kan hij binnen de randvoorwaarden, die uit de functie en de prestaties van het object voortvloeien, kiezen voor mogelijkheden die uit het oogpunt van corrosie de voorkeur verdienen.

Op deze wijze kan naar een onderhoudsarme constructie worden gezocht. Voor zover bij het ontwerp gevoeligheid voor corrosie niet kan worden voorkomen.

Moeten we ervoor zorgen dat de reparatie en vervanging van beschadigde onderdelen op eenvoudige wijze kan geschieden. We spreken dan van een onderhoudsvriendelijk ontwerp.

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6: Materialen en Hardware Hoofdstuk 6 Blz 198 t/m 203

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.