Korrosjon

Korrosjon er det generelle navnet på fenomenet oksidasjon av metaller, og kan oppstå på metallene når de kommer i kontakt med vann. Verbet som er avledet fra substantivet korrosjon heter å korrodere.

Vi kunne si at korrosjon er det samme som rust eller irr, var det ikke for at disse to alminnelige norske ordene er reservert for metallene jern og kobber. Når jern korroderer, sier vi at jernet ruster. Når kobber korroderer, sier vi at det irrer.

Korrosjon er et enormt problem blant annet i offshoreindustrien, og store pengesummer blir hvert år satt av til inspeksjoner og utbedringer som følge av korrosjon. Ettersom metaller alltid søker tilbake til en lavere energitilstand, vil korrosjonsproduktet være er en blanding av oksider og salter av originalmetallet.

Korrosjonstyper
Det er flere forskjellige korrosjonstyper som kan oppstå, noen av dem er:
Generell korrosjon (overflatekorrosjon); den mest vanlige korrosjonstypen, som gir en jevn korrosjon over hele materialet. Dette er en korrosjonsform som er enkel å kontrollere og enkel å motvirke.
Pitting (punktkorrosjon); dette er en korrosjonstype som gir korrosjon i små punkter på materialet. Denne formen er vanskelig å oppdage, men kan likevel gi store skader, da korrosjonen kan være stor inne i metallet, men bare se ut som et lite hull i overflaten.
Galvanisk korrosjon; dette er en type korrosjon som oppstår når et edelt metall er i kontakt med et uedelt metall. Det edle metallet vil i dette tilfellet opptre som en katode, mens det uedle vil opptre som en anode. Denne korrosjonsformen kan motvirkes ved at man maler det edleste metallet, slik at katode/anode-effekten ikke oppstår. Det er også viktig at det edleste (katodiske) metallet ikke har mye større areal enn det uedleste (anodiske).
«Søt» korrosjon; dette er korrosjon som oppstår av CO2-gass i for eksempel olje/gass-rør.
«Sur» korrosjon; dette er korrosjon som oppstår av H2S-gass i for eksempel olje/gass-rør
Høytemperaturkorrosjon; korrosjon som oppstår i forbrenningsanlegg ved kombinasjon av høy temperatur og klor

Oksidet legger seg oppå som et belegg. Innsiden blir da spart, og et skall av oksider blir dannet.

Uniform eller jevn korrosjon
Er den vanligste typen korrosjon og gir en jevn korrosjon over hele metallet. Denne typen er også relativ lett å måle. Materialer som er utsatte for denne korrosjonsformen har i tillegg til å være relativt homogene, en tendens til å ikke kunne lage en overflatefilm i det aktuelle miljøet. 

Dette resulterer i at det er denne typen korrosjon som gir størst reduksjon i vekt. Men den er likevel ikke å oppfatte som en av de farligste formene. Dette fordi tykkelsesreduksjonen relativt lett ved enkle forsøk kan fastlegges. Det er ofte tilgjengelige vernetiltak som effektivt reduserer korrosjonshastigheten til et akseptabelt nivå.

Galvanisk korrosjon

Galvanisk korrosjon oppstår når et edelt metall er i kontakt med et "uedelt metall" (mindre edelt). Da vil det edle metallet opptre som en katode, mens det andre som en anode. Spenningsrekken avgjør hvilke metaller som er edle eller uedle. Eks.: Sink er mindre edelt metall enn stål og blir ofte brukt som anodisk beskyttelse (en offeranode). Et godt og vanlig eksempel på galvanisk korrosjon er også messingdeler som er i kontakt med varmtvannsrør i et hus.

Erosjonskorrosjon
Erosjonskorrosjon oppstår som regel når det oppstår bevegelse mellom metall og korrosjons-mediet. I ekstreme tilfeller kan for eksempel faste bestanddeler i en væske rive ut partikler fra selve metallet og gi plastisk deformasjon på metalloverflata, og metallet kan da bli enda mer aktivt. Resultatet er ofte grøfter eller groper med et mønster bestemt av strømretningen og lokale strømningsforhold. Spesielt utsatt for denne typen korrosjon er rør, pumper, dyser, ventiler osv.

Punktkorrosjon
Opptrer ofte som små hull i en ellers uskadet overflate. Grunn til at punktkorrosjon oppstår er ofte en nedbrytning av beskyttelsesfilmen til metalloverflaten. Er ofte vanskelig å oppdage og kan da gjøre store skader.

Spaltekorrosjon
Spaltekorrosjon oppstår i rustbestandig stål i trange spalter hvor det ikke er tilgang på oksygen. Mangelen på oksygen fører til at det rustbestandige stålet ikke får bygget opp oksidhinnen og dermed korroderer.

Interkrystallinsk korrosjon
Interkrystallinsk korrosjon er lokalisert angrep på eller ved korngrensene med relativt lite angrep på overflata ellers. Dette er en særs farlig fordi sammenhengen mellom korna kan bli så dårlig at strekkrefter ikke kan overføres, materialets seighet blir sterkt nedsatt på et relativt tidlig tidspunkt, og brudd kan oppstå uten forvarsel.

Selektiv korrosjon
Selektiv korrosjon oppstår i legeringer der metallene har ulik edelhet. Det fører til at det minst edle metallet tæres ut. Man får da et porøst material med liten styrke og svært dårlig duktilitet.

Spenningskorrosjon
Spenningskorrosjon blir definert som sprekkdannelser som følge av statiske strekkspenninger og korrosjon. Strekkspenningene kan ofte skyldes ytre belastning, sentrifugalkrefter eller temperaturvariasjoner. Men kan også oppstå som følge av indre spenninger som kan skrive seg fra kaldbearbeiding, sveising eller varmebehandling.

Tørrkorrosjon
Tørrkorrosjon kalles også atmosfærisk korrosjon, dvs at metallet ikke har direkte kontakt med en væske. Det vil likevel dannes væskefilmer på overflaten slik at ioner kan dannes og videre inngå i korrosjonsprodukter.

Våtkorrosjon
For våtkorrosjon er metallet i et væskemiljø, hvor ioner lett kan ledes til og fra overflaten til metallet. Korrosjonshastigheten er som regel mye høyere ved våtkorrosjon.

Motvirke korrosjon
De viktigste metodene for å motvirke korrosjon er:
Design – Unngå store katodeoverflater for å motvirke galvanisk korrosjon.
Materialvalg – Tilpasse materialet til omgivelsene det skal benyttes i.
Miljø – Dersom det er mulig å styre miljøfaktorer som temperatur, konsentrasjoner eller fluidhastighet kan dette minke korrosjonsfaren. Det kan også være aktuelt å tilsette en inhibitor, som eliminerer aktive partikler i løsningen.
Overflatebehandling (coating) – Fysisk barriere mot korrosjon, oftest i form av maling.
Katodisk beskyttelse – Stoppe anodereaksjonen ved å mate katodereaksjonen med elektroner fra en annen kilde. Eksempler er bruk av offeranode, gjerne av det uedle metallet sink, galvanisering eller å sette på en ytre spenning som er høyere enn potensialet mellom de to metallene.

Motstandsdyktighet
De metallene som er mest motstandsdyktige mot korrosjon er titan og gull. Titan kan sammenlignes med det beste rustfri stål, mens gull ikke blir påvirket av luft, vann eller syrer – med unntak av fritt klor. Videre blir det blant annet i offshoreindustrien benyttet en del rustfritt stål, som for eksempel 316-stål, 6 Mo-stål og 25 Krom-stål, men disse er ikke like motstandsdyktige som titan på alle områder.

Hvorfor korrosjon er farlig
Korrosjon fører til at metaller mister sin hardhet og duktilitet (flytespenning). Videre kan stor korrosjon føre til sprekker og store groper, noe som naturlig nok kan føre til brudd i metaller og strukturer.

Referanser

Eksterne lenker
 Hvordan fjerne og forebygge overflaterust på rustfritt stål? 

Elektrokjemi
Metaller