Korozija

Ķīmiskā korozija ir metālu un to sakausējumu sairšana, kas notiek sausu gāzveida vielu (O₂, N₂, H₂, Cl₂, H₂S, HCl u.c.) iedarbībā, kā arī neelektrolītu, piemēram, naftas un naftas produktu klātbūtnē. Visātrāk korodē priekšmeti no dzelzs un tās sakausējumiem — čuguna un tērauda. Šo norisi mēdz saukt arī par rūsēšanu, kas pēc būtības ir dzelzs oksidēšanās. Līdzīgi dzelzij ar atmosfēru reaģē alumīnijs, kobalts, niķelis un cinks. Vara priekšmeti gaisā nosūbē — pārklājas ar zaļganu kārtu. Dažu citu metālu — hroma, alumīnija, alvas — izstrādājumi šķietami nemainās, taču arī ar tiem notiek zināmas pārmaiņas. Ķīmijā un tehnikā visus šos procesus sauc par koroziju.

Korozijai līdzīgi procesi noris ne tikai metālos, piemēram, dažādu plastmasu vai gumijas pakāpeniska sairšana gaismas un skābekļa iedarbībā arī ir sava veida korozija, taču to parasti dēvē par materiālu novecošanu.

Lai arī ūdeņradis ar metāliem nereaģē vai arī veido hidrīdus tikai stipri augstās temperatūrās, tomēr atomārais ūdeņradis, kas dažu ķīmisku procesu (ūdeņraža izdalīšanās, metāliem reaģējot ar skābēm vai sērūdeņradi, naftas termiskais krekings u.c.) laikā izdalās uz metāla virsmas, samērā viegli difundē metāla iekšienē. Piemēram, ūdeņraža šķīdība tēraudā sasniedz 0,0024%. Izšķīdušais atomārais ūdeņradis nonāk metāla mikroporās un citos kristālrežģa defektos, kur rekombinē par molekulāro ūdeņradi. Tā kā molekulārais ūdeņradis, atšķirībā no atomārā, metālos nešķīst, tas uzkrājas mikroporās, un tajās stipri paaugstinās spiediens (pat līdz desmitiem tūkstošu atmosfēru). Šādā veidā metālā rodas mikroplaisas un tas kļūst trausls, turklāt tas notiek tikai pēc zināma laika.^[1] Bez tam, ja ūdeņraža izšķīšana metālā notikusi augstā temperatūrā, tai pazeminoties, samazinās arī ūdeņraža šķīdība un tas izdalās gāzveidā visā metāla tilpumā. Šīs parādības dēvē par ūdeņraža trauslumu.

Bez tam tēraudos, tā kā tie satur oglekli, var norisināties arī ūdeņraža ķīmiskā korozija. Ūdeņradis reducē tērauda sastāvā esošo cementītu, un rodas metāns:

Fe₃C + 2H₂ → 3Fe + CH₄

Tādēļ tērauds kļūst neizturīgāks kā ķīmiskā sastāva izmaiņas dēļ, tā arī, iedarbojoties metāna iekšējam spiedienam.^[2]

Elektroķīmiskā korozija ir metālu un to sakausējumu sairšana elektroķīmisko procesu rezultātā. To izraisa citi metāliski vai nemetāliski vielu piemaisījumi, kas, reaģējot ar gaisa mitrumu un gaisā esošām gāzēm, rada skābu vidi ap metālu. Elektroķīmiskā korozija parasti notiek ar metālu aizsargpārklājumiem, kur divi vai vairāk metāli saskaras. Ja aizsargpārklājums tiek bojāts, sākas elektroķīmiskā korozija, jo abi metāli saskaras ar mitru gaisu un ūdeni, kas ir elektrolītu šķīdums. Starp diviem metāliem ar dažādu aktivitāti, vispirms sabrūk aktīvākais metāls.^[3]

Visbiežāk izstrādājumus no korozijas pasargā, izolējot tos no apkārtējās vides ietekmes (plastmasu krāsojot, lakojot vai pārklājot ar gumiju, bet metāla virsmas — eļļojot). Virsmas var pārklāt arī ar citiem metāliem (niķeli, hromu), kam ir lielāka izturība pret koroziju. Daži sakausējumi (piemēram, nerūsošais tērauds) paši par sevi ir izturīgi pret koroziju.

Ir arī elektroķīmiskās aizsardzības metodes (aizsargājamajam metāla izstrādājumam — piemēram, kuģa korpusam — piestiprina aktīvāka metāla plāksnes, kuras korodē un sairst, bet tērauda korpuss tajā laikā nebojājas). Šādam mērķim var lietot, piemēram, cinku, alumīniju vai magniju. Sevišķi lielas konstrukcijas pasargā no korozijas, laižot tām cauri nelielu līdzstrāvu ar pretēju virzienu tai strāvai, kura rodas elektroķīmiskajā korozijā.