Ogled vira Korozija

[[Slika:Corrosion.jpg|thumb|300px|Korozija]]
'''Korozíja''' je razdiralni napad na [[kovina|kovino]] in najpogosteje temelji na [[elektrokemija|elektrokemijskih]] [[reakcija]]h, ki potekajo zaradi [[termodinamika|termodinamske]] nestabilnosti [[material]]a v nekem [[okolje|okolju]]. Je kompleksen proces, ki je odvisen od mnogih dejavnikov, predvsem od [[metalurgija|metalurških]] značilnosti kovine oziroma [[zlitina|zlitine]] ([[kemija|kemična]] sestava, [[mikrostruktura]], vključki, [[faza snovi]]), lastnosti korozijskega medija ([[Električna prevodnost|prevodnost]], [[temperatura]], [[pH]]) in prisotnosti različnih površinskih filmov, ki lahko ščitijo kovino.

Kovina, ki korodira, je pravzaprav [[kratki stik|kratkostično]] zvezan [[galvanski člen]], ki obsega tri primarne elektrokemijske procese:  [[anoda|anodno]] reakcijo, transport [[elektron]]ov po kovini in [[ion]]ov po [[elektrolit]]u, ter [[katoda|katodno]] reakcijo. Kovine oziroma njihove zlitine so vedno nekoliko heterogene, že zaradi različne orientacije [[kristal]]nih zrn in nepravilnosti v [[kristalna mreža|kristalni mreži]]. V večini primerov vsebujejo posamezne vključke in različne faze, ki se med seboj razlikujejo glede na njihov elektrodni potencial. Zato v raztopini elektrolitov posamezna mesta delujejo kot anoda, preostale površine pa kot katoda. Korozijske poškodbe povzroča anodna reakcija ([[oksidacija]]), pri kateri se iz kovine v elektrolit odtapljajo pozitivno nabiti kovinski ioni v kovini pa ostajajo elektroni. Elektroni po kovini potujejo do mesta katodne reakcije ([[redukcija]]), kjer se vežejo s [[kation]]i (npr. H<sup>+</sup>) ali nevtralnimi [[molekula]]mi v [[raztopina|raztopini]] (npr. O<sub>2</sub>). Procesa oksidacije in redukcije sta vedno uravnotežena: kolikor elektronov se sprosti pri anodni reakciji, toliko se jih porabi pri katodni reakciji. Korozijska reakcija se  ustavi, ko preneha delovati katodna oziroma anodna reakcija.

== Kemija korozije ==

Z nekaj izjemami so čiste [[kovina|kovine]] v zemeljski [[ozračje|atmosferi]] termodinamsko nestabilne, kar pomeni, da spontano reagirajo z okolico in prehajajo v stabilnejše [[spojina|spojine]]. V [[narava|naravi]] se večina kovin nahaja v obliki [[oksid]]ov in [[sulfid]]ov, ki jih je z veliko vložene [[energija|energije]] mogoče pretvoriti nazaj do čistih kovin.

[[Slika:Ferrite-perlite-steel-A285.jpeg|thumb|200px|Mikrostrukturna sestave površine ogljikovega [[jeklo|jekla]] tipa A285.]]

Čeprav je ena izmed lastnosti poliranih kovin tudi visok [[sijaj]], kar daje občutek [[homogenost]]i materiala, je [[mikroskop]]ska slika kovinske površine precej drugačna. Pri običajnih [[metalurgija|metalurških]] postopkih pridobivanja kovin iz [[ruda|rude]] nastanejo mikrokristalinične strukture, kar povzroči razlike v kemijskih lastnostih [[material]]a na [[mikro]]skopski ravni. Po celotni [[površina|površini]] kovine tako ne poteka enotna reakcija, pač pa več različnih. Poleg razlik v stukturi na različne kemijske lastnosti materiala vplivajo tudi drugi dejavniki, kot na primer prisotnost [[oksid]]ov, [[adsorpcija|adsorbiranih]] [[molekula|molekul]] ter razlike v lokalni [[koncentracija|koncentraciji]] [[elektrolit]]a.

[[Slika:korozijski proces.png|thumb|right|200px|Shema korozijskega procesa na meji med dvema [[kristal]]nima zrnoma kovine z različno kemijsko sestavo]]
Ko površina kovine pride v stik z elektrolitom, zaradi razlik v
kemijskih lastnostih posameznih področij kovine nastanejo
mikro[[galvanski člen]]i, ki začnejo korozijo. V sistemu so prisotna [[katoda|katodna]] in [[anoda|anodna]] področja, med katerimi je vzpostavljen električni kontakt, po katerem se gibljejo [[elektron]]i, medtem ko elektrolit služi kot medij za prenos [[ion]]ov. Elektrolit po navadi predstavlja večjo množino snovi, ki obliva material, ali pa se pojavi kot [[tanke plasti|tanka kondenzirana plast]] na površini. V običajnem okolju največji delež elektrolitov zavzemajo [[voda|vodne]] [[raztopina|raztopine]]. Te po navadi vsebujejo različne [[koncentracija|koncentracije]] organskih in anorganskih ionov ter [[molekula|molekul]]. Ko je elektrolit v stiku z [[zrak]]om, se raztopina nasiti tudi s [[kisik]]om in [[ogljikov dioksid|ogljikovim dioksidom]], ki pogosto sodelujeta pri procesu korozije.

Reakcije, ki potekajo pri korozijskih procesih, so večinoma
[[elektrokemija|elektrokemijske]]; med reaktanti pride do prenosa elektrona, kar privede do spremembe [[oksidacijsko stanje|oksidacijskega števila]] atomov. Razdelimo jih v dve skupini:
* Anodne reakcije, kjer običajno poteka oksidacija kovin:
:<math>\mbox{M} \longrightarrow \mbox{M}^{n+}+\mathrm{n}e^-\, .</math>

* Katodne reakcije, kjer poteka redukcija ionskih zvrsti. V kislih vodnih raztopinah poteka redukcija H<sup>+</sup> ionov:
:<math>\mbox{H}^{+} + \mathrm{e}^- \longrightarrow \frac{1}{2}\mbox{H}_2.</math>

Če je v raztopini elektrolita raztopljen tudi kisik, pogosto
potekajo tudi naslednje reakcije:

:<math>\mbox{O}_2 + 2\mbox{H}_2O + 4e^- \longrightarrow 4\mbox{OH}^-\, ,</math>
:<math>\mbox{O}_2 + 4\mbox{H}^+ + 4\mathrm{e}^- \longrightarrow 2\mbox{H}_2\mbox{O}\, ,</math>
:<math>2\mbox{H}_2\mbox{O} + 2\mathrm{e}^- \longrightarrow \mbox{H}_2 + 2\mbox{OH}^-\, . </math>

Celotna reakcija, ki poteka med procesom korozije, je sestavljena iz
anodne reakcije in mešanice katodnih reakcij, kar skupaj tvori
[[galvanski člen]]. Na anodi poteka oksidacija, med katero pride do odtapljanja kovine in nastajanja kovinskih ionov, medtem pa na katodi lahko poteka več različnih reakcij naenkrat. Pri reakcijah nastajajo topni (M<sup>+</sup>) in netopni (oksidi, nekateri [[hidroksid]]i) ter [[plin]]asti (H<sub>2</sub>) korozijski produkti. Tekom korozije se poleg materiala pogosto spremeni tudi sestava elektrolita, kar vpliva na položaj [[kemijsko ravnotežje|ravnotežja]] in [[kemijska kinetika|hitrosti]] posameznih kemijskih reakcij.

Sistem postane kompleksnejši z dodajanjem novih komponent. Prisotnost drugih kovinskih ionov v raztopini omogoči dve novi katodni reakciji: znižanje oksidacijsega stanja kovinskega iona ter [[elektrodepozicija|elektrodepozicijo]] kovine na material:
:<math>\mbox{M}^{n+} + m\mathrm{e}^- \longrightarrow \mbox{M}^{(n-m)+} ,</math>
:<math>\mbox{M}^{n+} + n\mathrm{e}^- \longrightarrow \mbox{M} .</math>

Na položaj ravnotežja vplivajo tudi različni [[ligand]]i, ki s
kovinami tvorijo tako topne kot tudi netopne [[kompleksna spojina|komplekse]]:
:<math>\mbox{M}^{n+} + m\mbox{L} \longrightarrow \mbox{ML}_{m}^{n+} .</math>

Pod določenimi pogoji v raztopinah pride do redukcije
oksidirajočih [[kislina|kislin]]:
:<math>\mathrm{NO}_3^- +2\mathrm{H}^+ +\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{NO}_2 + \mathrm{H}_2\mathrm{O},</math>
:<math>\mathrm{CrO}_4^+ +8\mathrm{H}^+ +7\mathrm{e}^- \longrightarrow \mathrm{Cr} +4\mathrm{H}_2\mathrm{O}.</math>

Slednja reakcija je celo zaželena, saj zaustavlja proces korozije.

Svojevrsten problem predstavljajo sistemi kontaminirani z
[[mikroorganizem|mikroorganizmi]]. Ti s svojimi presnovnimi produkti v sistem lahko vnesejo nove korozivne zvrsti. Bakterije vrste
''[[desulphovibrio desulphurican]]''<ref>[http://www.google.com/url?sa=t&source=web&cd=4&ved=0CCQQFjAD&url=http%3A%2F%2Ffpv.ucm.sk%2Fkatedry%2Fbiotechnolog%2Fjournal_nova_biotechnologica%2Frevue_nova_biotechnologica_9_2%2FLuptakova_2009_NB2.pdf&ei=dR0iTKasNcqA_Qaa_rQG&usg=AFQjCNFs5G9nIMGaPQB__UIFiB-m9SxEkw&sig2=K4lmckBs90xLZuzktZ1Yhw   Positive and negative aspects of sulphate-reducing bacteria in environment and industry]</ref><ref>{{Navedi splet |url=http://www.teamaquafix.com/h2s.aspx |title=arhivska kopija |accessdate=2010-06-24 |archive-date=2010-08-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100826050509/http://www.teamaquafix.com/h2s.aspx |url-status=dead }}</ref> so na primer sposobne reducirati
sulfate v zelo nevarne sulfide:
:<math>8\mathrm{H}_2\mathrm{O} + 8\mathrm{e}^-\longrightarrow 8\mathrm{H}_{ads} + 8\mathrm{OH}^-,</math>
:<math>8\mathrm{H}_{ads} + \mathrm{SO}_4^{2-}\longrightarrow 4\mathrm{H}_2\mathrm{O} + \mathrm{S}^{2-}.</math>

Ti nadalje reagirajo in tvorijo nove korozijske produkte:
:<math>\mathrm{Fe}^{2+}+ \mathrm{S}^{2-}\longrightarrow \mathrm{FeS}.</math>

Gornji pregled reakcij ni popoln, vendar pokaže kompleksnost korozijskih procesov. Realni korozijski sistemi so zelo dinamični, saj se količine reaktantov neprestano spreminjajo, od česar je odvisen tudi nabor in potek kemijskih reakcij v sistemu.

=== Termodinamika korozije ===

V nasprotju z galvanskimi členi in [[gorivna celica|gorivnimi celicami]], kjer za
normalno delovanje sistema potrebujemo dve elektrodi, anodo in katodo, je v korozijskih sistemih dovolj ena sama elektroda. Sistem se imenuje enoelektrodni sistem, elektroda pa simultano opravlja vlogo elektronskega izvira in ponora. Fenomen se pojavi zaradi lokalnih razlik v kemijski strukturi materaiala in deluje na podoben način kot običajni galvanski člen.

Termodinamsko zvezo v korozijskih sistemih je mogoče opisati z [[Nernstova enačba|Nernstovo enačbo]]<ref>Za kratko izpeljavo Nernstove enačbe poglej pogovorno stran. [[Pogovor:Korozija#Kratka izpeljava Nernstove enačbe|Korozija, pogovorna stran]]</ref>:
:<math>E_{\check{c}lena} = E_{\check{c}lena}^{\circ}-\frac{RT}{zF} \ln \frac{ \prod_i a_{red,i}^{\nu_{red, i}}}{\prod_i a_{ox,i}^{\nu_{ox, i}}}\, ,</math>

Standardne napetosti <math>E^{\circ}_{\check{c}lena}</math> za posamezne elektrodne reakcije so razvrščene v [[Standardni elektrodni potencial|elektrokemijsko vrsto]], iz katere je na primer mogoče razbrati, katere kovine so korozijsko odpornejše od drugih.

V praksi se pogosto izkaže, da so korozijski sistemi preveč
zapleteni, da bi bilo mogoče z uporabo Nernstove enačbe natančno napovedati termodinamsko obnašanje sistema. V ta namen se je
namesto elektrokemijske vrste razvila t. i. [[galvanska vrsta]]. Ta je
nastala z [[eksperiment]]alnim opazovanjem kovin v določenem okolju z
upoštevanjem vseh dejavnikov in prikazuje realtivno odpornost
sistema na korozijo.

[[Slika:galvanska vrsta-morska voda.png|thumb|right|200px|Galvanska vrsta za nekatere kovine v morski vodi.]]

Kljub vsemu je Nernstova enačba dovolj univerzalna za oceno termodinamske stabilnosti sistema. Ob upoštevamo, da je v korozijskem sistemu ena izmed možnih reakcij tudi redukcija protonov v vodik, je mogoče Nernstovo enačbo zapisati kot:
:<math>E_{\check{c}lena} = E_{\check{c}lena}^{\circ} \frac{RT}{zF} \ln \frac{a_{H^+}^{n} \prod_i a_{red,i}^{\nu_{red, i}}}{P_{H_2}^{\frac{n}{2}}\prod_i a_{ox,i}^{\nu_{ox, i}}}\, ,</math>
oziroma:
:<math>E_{\check{c}lena} = E_{\check{c}lena}^{\circ} \frac{RT}{zF} \ln \frac{\prod_i a_{red,i}^{\nu_{red, i}}}{\prod_i a_{ox,i}^{\nu_{ox, i}}} - 0.059 pH\, .</math>

Diagram, ki prikazuje odvisnost reverzibilne napetosti elektrode od [[pH]] se imenuje [[Paurbaixov diagram]]. Iz diagrama je mogoče izluščiti informacije o termodinamski stabilnosti posameznih faz in
oceniti termodinamski potek korozije. Konstrukcija Paurbaixovih diagramov še vedno ne upošteva kinetičnih dejavnikov, ki nastopajo pri koroziji, zato je pri interpretaciji potrebna pazljivost. Iz Paurbaixovih diagramov je razvidno da večina kovin ni termodinamsko stabilnih. Pogosto je korozija precej počasen proces, kar pomeni, da so reakcije tudi kinetično kontrolirane.

== Kinetika korozije ==

Pri potopitvi kovine v elektrolit pride na fazni meji do ločevanja nabojev, pri čemer se vzpostavi električna dvoplast debeline nekaj [[nano]]metrov. Prenos elektronov, ki poteka med kemijsko
reakcijo ni več neoviran, saj se elektroni gibljejo v močnem
[[električno polje|električnem polju]]. Ko je hitrost kemijske reakcije pogojena izključno s prenosom elektronov med elektrodo in posamezno zvrstjo, kinetiko korozijskega sistema opisuje [[Butler-Volmerjeva enačba]]:<ref>Za kratko izpeljavo Butler-Volmerjeve poglej pogovorno stran. [[Pogovor:Korozija#Kratka izpeljava Butler-Volmerjeve enačbe|Korozija, pogovorna stran]]</ref>
:<math>i= i_0 e^{ \frac{ \alpha z F \eta}{RT} }- i_0
e^{- \frac{(1- \alpha) z F \eta}{RT} }\,,</math>
ki predstavlja odvisnost gostote korozijskega toka od prenapetosti v
sistemu. Natančen potek kemijskih reakcij pri koroziji pogosto ni znan, vendar lahko v Butler-Volmerjevo enačbo uvedemo eksperimetalne koeficiente <math>\beta_i</math> in izmerimo [[Taflova enačba|Taflovo krivuljo]]:
:<math>i=i_0e^{\frac{\eta}{\beta_a}}-i_0e^{-\frac{\eta}{\beta_c}}\,.</math>

Butler-Volmerjeva enačba opisuje zvezo med gostoto toka in potencialom
elektrode z uporabo treh enostavno določljivih spremenljivk; <math>i_0,\ \beta_a</math> in <math>\beta_c</math>.

Določanje Taflovih krivulj je osnovnejša, vendar zelo učinkovita metoda za določanje kinetičnih parametrov izbranega
korozijskega sistema. Rezultat meritve je krivulja, ki predstavlja
odvisnost napetosti od logaritma [[električni tok|toka]]. Spremenljivke, ki nastopajo v Butler-Volmerjevi enačbi, je mogoče določiti iz linearnih delov katodnega, oziroma anodnega področja. Poleg tega je iz oblik krivulje mogoče oceniti tudi hitrost korozije ter način pasivacije. Taflova krivulja ni primerna za določanje tipa korozije v izbranem sistemu, zato je potrebno uporabiti kompleksnejše metode.

== Tipi korozije ==

Kemijska in konstrukcijska raznolikost uporabnih sistemov nam poleg
termodinamske in kinetične pestrosti ponuja tudi izbor različnih
tipov korozije. Precej malo verjetno je, da bi na vseh [[sistem]]ih korozija potekala na enak način. Posamezen tip korozije je
najenostavneje določiti z opazovanjem, če pa dovolj dobro
poznamo sestavo sistema, lahko način korozije do neke mere napovemo
v naprej, saj se isti tip korozije po navadi ponavlja ob določenem
vzorcu korozijskih dejavnikov.

[[Slika:general-corrosion scheme.png|thumb|right|200px|Shematski prikaz enakomerne korozije]]
[[Slika:Wirbler und Staubsack.JPG|thumb|right|200px|Enakomerna korozija]]
=== Enakomerna korozija ===
Enakomerna korozija je najpogostejša oblika korozije. Sistem korodira po celotni [[površina|površini]] oziroma po večjem delu površine, ki je izpostavljena korozivnemu mediju. Povzroča tanjšanje materiala, kar v končni fazi privede do zloma konstrukcije. Lahko jo spremljamo in napovemo z elektrokemijskimi meritvami materiala ter s pravilnimi ukrepi zmanjšamo morebitno škodo. Enakomerna korozija na materialu je po navadi vidna že s prostim [[oko|očesom]], najpogosteje nastopi zaradi neustrezne površinske zaščite. Površina je zaradi tega podvržena delovanju oksidantov in korozivnega medija.

[[Slika:pitting corrosion-scheme.png|thumb|right|200px|Shematski prikaz jamičaste korozije]]
=== Jamičasta korozija ===
Jamičasta korozija v nasprotju z enakomerno korozijo
deluje lokalizirano. Napade zelo majhne površine, pri čemer nastajajo bolj ali manj globoke jamice. Poškodbe materiala so precej večje kot pri splošni koroziji, saj so jamice pogosto prekurzorji razpok in zlomov v materialu, vodijo tudi do napetostnokorozijskega pokanja in medkristalne korozije. Je težko opazna, saj se korozijsko najbolj prizadeta območja nahajajo pod površino materiala.

Jamičasta korozija se po navadi pojavi v medijih z zelo visoko koncentracijo elektrolita. Elektrolit se preferenčno veže na določeno področje površine (defekt, razpoka), kjer spodbudi proces korozije. Pri tem nastane jamica, v kateri se vzpostavi visoka koncentracija korozijskih produktov, ki ne morejo sproti [[difuzija|difundirati]] iz jamice. Zaradi koncentracijske razlike med zunanjo in notranjo raztopino nastane koncentracijski člen, ki še dodatno pospeši proces korozije.

[[Slika:crevice-corrosion scheme.png|thumb|right|200px|Shematski prikaz korozije v špranji]]
=== Korozija v špranji ===
Mehanizem korozije v špranji je podoben mehanizmu jamičaste korozije. Tudi tu se vzpostavi koncentracijski člen, zaradi katerega poteka korozija. Korozija v špranji se pojavi pri stiku dveh površin ([[navoj]]i, pritrdilne glave, [[podložka|podložke]]), med kateri se
ujame del elektrolita. Notranjost špranje prevzame vlogo anode, iz
katere se odtaplja kovina, na zunanji površini pa poteka redukcija
korozivnih zvrsti, pogosto tudi kisika, če je ta prisoten v
sistemu.

[[Slika:galvanic-corrosion scheme.png|thumb|right|200px|Shematski prikaz galvanske korozije]]
=== Galvanska korozija ===
Galvanska korozija je sicer bolj ali manj gonilna sila vseh
tipov korozije, vendar o njej po navadi govorimo, kadar se med dvema
deloma konstrukcije z različnimi kemijskimi in mikrostrukturnimi
lastnostmi vzpostavi elektroprevodnost<ref>http://corrosion-doctors.org/Forms-galvanic/galvanic-corrosion.htm</ref>. Pri tem del konstrukcije prevzame vlogo anode, ki korodira hitreje, del pa vlogo katode, ki korodira počasneje, kot posamezen del konstrukcije potopljen v korozivni medij. Korozijo povzroča potencialna razlika med materialoma.

Galvanska korozija ima neposredno zvezo z začetki elektrokemije;
konec 18. stoletja je [[Luigi Galvani]] opravil ''naključni'' poizkus z [[žabe|žabjimi]] kraki in tako odkril galvanski člen.

[[Slika:Intergranular corrosion.JPG|thumb|right|200px|Mikroskopska slika prečnega preseka materiala z medkristalno korozijo.]]
=== Medkristalna korozija ===
Medkristalna korozija se pojavi na mejah med [[kristal]]nimi zrni
v materialu. Pri kristalizaciji se na fazni meji koncentrirajo [[nečistoča|nečistoče]], ki so pogosto korozijsko manj odporne kot čist material, iz česar je narejena konstrukcija. Medkristalna korozija je pogosta pri [[nerjavno jeklo|nerjavnih jeklih]]<ref>http://corrosion-doctors.org/Forms-intergranular/intergranular.htm</ref>, v katerih je prisoten [[ogljik]]. Pri termični obdelavi jekla nastajajo [[karbid]]i (na primer CrC<sub>2</sub>), pri čemer se porabljajo korozijsko odpornejši elementi, nastane pa korozijsko manj odporen material.

=== Transkristalna (napetostna) korozija ===
Transkristalna (napetostna) korozija se pojavlja pri konstrukcijah, ki se nahajajo v korozivnem mediju in so pod stalno mehansko obremenitvijo. Predvsem vzdolž kristalnih zrn se pojavi krhki lom, ki posledično vodi do  porušitve konstrukcije. Transkristalna korozija je ena izmed zahrbtnejših oblik korozije, saj so razpoke težko opazne, zato ga ni mogoče vnaprej napovedati.

=== Selektivno odtapljanje ===
Pri [[zlitina]]h je pogosta oblika korozije tudi selektivno odtapljanje. Med korozijskim procesom se en [[Kemični element|element]] iz zlitine hitreje odtaplja kot ostali elementi, pri čemer nastaja [[porozna struktura]]. Pri tem se poslabša trdnost materiala, izgubijo se tudi zaželene lastnosti površine.

Selektivno odtapljanje materiala se pogosto pojavlja pri [[medenina|medenini]],<ref>http://corrosion-doctors.org/Forms-selective/dealloy.htm</ref><ref>[http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TWS-4CBW449-3&_user=3873248&_coverDate=11%2F30%2F2004&_alid=1380265850&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_cdi=5570&_sort=r&_docanchor=&view=c&_ct=102&_acct=C000061206&_version=1&_urlVersion=0&_userid=3873248&md5=bb516941dedc7a9e97f395cde8e9b32b Corrosion of cold-deformed brass in acid sulphate solution]</ref> pri čemer se iz zlitine odtaplja [[cink]], ostane pa porozna struktura [[baker|bakra]]. Mehanizem korozije ni popolnoma znan, saj si raziskovalci niso enotni, ali se odtaplja zgolj cink ali pa se že raztopljeni baker ponovno izloči na elektrodo, pri čemer pa se dodatno porablja cink.

== Zaščita materialov pred korozijo ==

Uspešen pristop k preprečevanju korozije se skriva v
razumevanju najosnovnejših termodinamskih in kinetičnih
principov. Za ''uspešen'' potek korozije so pomembni sledeči pogoji:

* [[anoda|anodna]] in [[katoda|katodna]] področja, med katerimi je omogočen pretok elektronov;
* raztopina, po kateri se gibljejo zvrsti, ki jih je mogoče [[redukcija|reducurati]] ali [[oksidacija|oksidirati]];
* ustrezna površina, na kateri poteka prenos elektronov med materialom in zvrstmi v raztopini.

Na potek korozije lahko vplivamo, če spremenimo katerega izmed naštetih dejavnikov.

=== Vpliv materiala na potek korozije ===
Ustrezna izbira materiala ima pomemben vpliv na potek korozije. Njegove kemijske lastnosti namreč določajo spekter kemijskih reakcij, ki potekajo ob stiku s korozivnim medijem. V splošnem želimo, da izbrani material čim manj reagira z okolico in na tak način preprečimo korozijski proces.

Kovine z višjim elektrokemijskim potencialom od vodikovega v
kislih medijih ne korodirajo, saj redukcija H<sup>+</sup> ionov do vodika ne poteka. Kovini lahko elektrodni potencial spremenimo in na tak način zmanjšamo hitrost korozije. Najbolj običajno je, da potencial znižamo glede na korozijskega in s tem povečamo katodni
tok. Katodno zaščito lahko izvedemo na dva načina, in sicer z metodo
darujoče elektrode in z metodo vzbujenega toka.

[[Slika:galvanska-zascita shema.png|thumb|right|200px|Shematksi prikaz galvanske zaščite z darujočo elektrodo]]
Pri metodi darujoče elektrode zgradimo elektrokemijsko celico s
pritrditvijo anod na izbrana mesta kovinske konstrukcije, ki jih želimo zaščititi. Pri tem darujoča elektroda prevzame vlogo
anode in se tekom korozije raztaplja ter ohranja lastnosti
konstrukcije.

Pri metodi vzbujenega toka namesto darujoče elektrode uporabimo
zunanji vir napetosti, vendar je princip delovanja enak. Na
materialu, ki ga želimo zaščititi vzbujamo majhen katodni
tok, medtem ko inertna elektroda prevzame vlogo anode, na kateri se
oksidirajo zvrsti v raztopini.

Poleg materiala ima pomembno vlogo oblika konstrukcije. Z uporabo
gladkih (ali celo poliranih) materialov zmanjšamo površino, na
kateri poteka korozija. V dinamičnih sistemih so zaželene
oblike, ki omogočajo čim bolj nemoten pretok, saj trenje med
tekočino in stenami konstrukcije dodatno pospešuje proces korozije.

=== Vpliv raztopine na potek korozije ===
[[Slika:Flaking paint on rusting metal.jpg|thumb|right|200px|Izrabljena plast barve ne služi več osnovni nalogi]]
[[Raztopina]], ki obdaja konstrukcijo, je poleg materiala tisti del
sistema, v katerem lahko potekajo kemijske spremembe. Korozijski proces se ustavi, če se zaustavijo nezaželene kemijske reakcije v raztopini. To se najpogosteje doseže s spremembo sestave raztopine:

* raztopljeni kisik se odstrani s prepihovanjem z [[dušik]]om ali dodatkom [[hidrazin]]a;
* kisle oziroma alkalne raztopine se [[nevtralizacija|nevtralizira]];
* agresivne ione se odstrani z [[ionska izmenjava|ionsko izmenjavo]] in [[osmoza|osmozo]] ali  se zmanjša njihova koncentracijo z razredčenjem oziroma tvorbo  stabilnih kompleksov;
* vlažnost sistema se zmanjša s [[prezračevanje]]m, povišanjem temperature ali dodatkom [[adsorbent]]a za [[zračna vlaga|vlago]].

če imamo možnost, za izbrani sistem že na začetku izberemo
ustreznejšo raztopino. Prisotnost [[fosfat]]ov in [[kromat]]ov v raztopini izboljša korozijsko odpornost nekaterih vrst jekel.

=== Vpliv fazne meje na potek korozije ===
Kemijske reakcije pri koroziji v glavnem potekajo na fazni meji med
materialom in raztopino. Glede na to, da je večina reakcij
elektrokemijske narave, jih lahko zaustavimo, če onemogočimo
prenos elektronov preko fazne meje ali če preprečimo dostop
ionov oziroma molekul do površine. Na površini želimo ustvariti
oviro, preko katere je onemogočen prehod tako elektronov kot tudi
reaktivnih zvrsti.

[[Slika:Belaying8.jpg|thumb|right|200px|Tanka plast aluminijevega oksida na površini preprečuje nadaljnji potek korozije.]]
Pri anodni zaščiti na površini tvorimo pasivno plast
(po navadi je to oksidni film), s katero kovino zaščitimo pred
korozijskimi procesi. Plast preprečuje difuzijo reaktivnih zvrsti
do površine materiala, zato je električni tok v nekem intervalu
neodvisen od napetosti. Pri določeni napetosti pride do preboja
pasivne plasti, pri čemer se poruši korozijska zašcita. Na
tak način je mogoče zaščititi [[nikelj]], [[aluminij]],
[[Titan (element)|titan]], [[molibden]], [[krom]] in večino zlitin, ki vsebujejo naštete elemente.

Inhibitorji so organski ali anorganski dodatki, ki upočasnijo proces korozije. V korozijski sistem jih dodajamo v manjših
količinah. Glede na področje delovanja jih delimo na anodne, katodne in splošne. Inhibitorji se preferenčno adsorbirajo na površino materiala in s tem preprečijo dostop reaktivnih zvrsti do površine.

[[Slika:Titanium nitride coating.jpg|thumb|right|100px|Tanka plast titanovega [[nitridi|nitrida]] poveča trdnost [[sveder|svedra]] in ga zaščiti pred korozijo]]
Z nanosom prevlek na površino material izoliramo od okolja in ustavimo korozijo. Izbira možnih prevlek je velika in nam omogoča uporabo cenejših materialov z želenimi mehanskimi lastnostmi. Sem sodijo barvne, plastične in kovinske prevleke, različni premazi, emajli, beton. Zaradi velike obremenitve na okolje se pri korozijski zaščiti pojavljajo težnje po čim bolj neškodljivih in činkovitih rešitvah, ki pogosto mejijo na področje [[zelena kemija|zelene kemije]].

== Glej tudi ==
{{Portal|Kemija|Nuvola apps edu science.png}}
<div style="-moz-column-count:2; column-count:2;">
* [[Galvanski člen]]
* [[Elektrokemija]]
* [[Elektroliza]]
* [[Elektrogalvanizacija]]
</div>

== Opombe in sklici ==
<references/>

== Viri ==
<div class="references-small">
* J. O' M. Bockriss, A. & Reddy, K.N. (1998). ''Modern Electrochemistry Vol. 1, Ionics'', 2. izdaja. New York: Plenum Press. {{COBISS|ID=2123896}}
* J. O' M. Bockriss, A. & Reddy, K.N. (2000). ''Modern Electrochemistry Vol. 2a, Fundamentals of electrodics'', 2. izdaja. New York: Plenum Press. {{COBISS|ID=2494490}}
* J. O' M. Bockriss, A. & Reddy, K.N. (2000). ''Modern Electrochemistry Vol. 2b, Electrodics in chemistry, engineering, biology, and environmental science'', 2. izdaja. New York: Plenum Press. {{COBISS|ID=2494746}}
* Kortum, G. (1948). ''Lehrbuch der Elektrochemie''. Wiesbaden: Dietrich'Sche Verlagsbuchhandlung.
* D. R. Crow (1994). ''Principles and applications of electrochemistry'', 4. izdaja, Stanley Thorens. {{COBISS|ID=16883973}}
* P. Marcus (2002). ''Corrosion mechanisms in theory and practice'', 2. izdaja, New York: Marcel Dekker. {{COBISS|ID=725607}}
* T. Kosec, I. Milošev, ''Korozijski procesi, vrste korozije in njihove zaščite'', ''Vakuumist (2004) [http://www.dlib.si/v2/StreamFile.aspx?URN=URN:NBN:SI:doc-IOQHU1R2&id=89b0980b-a025-40c4-8e89-9be9cec3a1c6&type=PDF ]
* [http://corrosion-doctors.org/ Corrosion Doctors]
</div>

{{Področja kemije}}

{{normativna kontrola}}

[[Kategorija:Elektrokemija]]
[[Kategorija:Veda o materialih]]
[[Kategorija:Gradbeništvo]]
[[Kategorija:Varnost in zdravje pri delu]]
[[Kategorija:Korozija|*]]