Korrosio

Zenbait materialek korrosioa pairatzen dute airearekin kontaktuan egoterakoan baina beste material askotan korrosioa gertatzeko substantzia jakin batzuenganako kontaktu zuzena izan behar dute.  Korrosioa difusioz kontrolatutako prozesua denez eta materialen gainazaletan gertatzen denez, pasibazioa eta konbertsio kromatikoa bezalako prozesuen bitartez korrosioarekiko erresistentzia areagotu daiteke materialetan.

Korrosioari aurre egiteko, teknika desberdinak erabili daitezke. Posiblea bada, oxidatzen ez diren materialak (zinetika edo termodinamikagatik) erabili daitezke. Bestela, beste zenbait teknika erabili daitezke materiala ez degradatzeko. Metalen kasuan, irtenbide bat galvanizazioa da, non, pieza metalikoa (erraz oxidatzen den metala duena) ioi baten bainuan sartzen da. Korronte elektriko baten bidez (tentsioa ioi horren erredukziozko potentzialaren araberakoa izanik) ioia erreduzitzen da piezaren gainean pieza babestuta geratuz. Zinka nahiko erabilia da, izan ere, metal honek pasibazioa pairatzen du.

Sakrifiziozko anodoa beste teknika erabilia da, non, gure pieza metalikoa baino errazen oxidatzen den pieza metalikoa elektrikoki konektatuta dauden. Horrela, gure pieza oxidatu beharrean, sakriziozko anodoa oxidatzen da.

Korrosio galvanikoa gertatzen da bi metal ezberdin lotura fisiko edo elektrikoa dutenean eta elektrolito berean sartuta daudenean edo metal bera dagoenean kontzentrazio desberdineko elektrolitoan. Bikote galvanikoan, metal aktiboaren korrosioa gertatzen da eta metal nobleenaren korrosioa gertatzen da. Bi metal ezberdin aukeratzeko, serie galvanikoa aukeratzen da. Zinka erabili ohi da sakrifizio anodo bezala egitura altzairuekin. Gainera, korrosio galvanikoa garrantzitsua da itsas industrian.

Anodoaren tamainak, espezie metalikoak eta operazio baldintzek korrosioan eragiten dute. Edozein ingurunean metal bat beste bat baino nobleago edo aktiboagoa da ioiak gainazalera nola atxikitzen diren arabera. Metal nobleak metal aktibotik elektroiak hartuko ditu. Masa aldaketa erresultantea edo korronte elektrikoa neurtu daiteke materialen hierarkia batekin eta honi serie galvanikoa deritzo. Honekin, korrosioa ulertu daiteke.

Zenbait kasutan posible liteke korrosioaren produktu oxidatuak erauztea. Adibide batzuk jartzearren, burdin oxidodun materialetatik erauzteko azido fosforikoa aplikatzen da materialaren gainazalean. Material oxidatuaren erauzketak ez dauka zerikusik elektrogarbiketarekin. Elektrogarbiketak metalaren barneko zenbait geruza kentzen ditu gainazala leunagoa egiteko helburuarekin.

Material metalikoen artean, metal batzuek korrosioarenganako erresistentzia handiagoa dute beste batzuek baino.

• Propietate kimiko intrintsekoak: Korrosioarekiko erresistentzia handiena erakusten duten materialek ez dute termodinamikoki faboratuta dagoen erreakziorik. Esaterako, urre eta platinodun oxidatu osteko produktuek metal puruetan deskonposatzeko joera izaten dute eta horren ondorioz metal purua lor daiteke lurretik. Beste metal askok ordea, zinetikoki motelak diren erreakzioak burutzen dituzte oxidatzailearekin, nahiz eta batzuetan erreakzioa termodinamikoki faboratua izan. Horien artean zinka, magnesioa eta kadmioa bezalako metalak ageri dira. Nahiz eta metal hauen oxidazio prozesua gelditzen ez den prozesua den, oso abiadura motelean gertatzen dela esan daiteke. Horien arteko adibiderik muturrekoena grafitoaren kasua da.
• Pasibazioa: Pasibazioa metalen gainazaletan eratzen den  korrosio produktuen geruza ultrafinari dagokio. Pasibatutako geruzaren eta metalaren egiturak desberdinak dira. Pasibatutako geruza ez da beroketa gauzatu ondoren sortutako oxido geruza berdina, pasibatutako geruza deformatu edo erauzterakoan berriro ere agertzen den bitartean oxidatutako geruza ez da berriz ere konpontzen. Ingurugiroan, pH leun batean pasibatzen diren materialak aluminioa, altzairu herdoilgaitza, titanioa eta silizioa dira.

Pourbaix diagramen bidez pH-aren balio desberdinek pasibazioan duten eragina aztertu egiten da. Hala ere, beste zenbait faktoreek eragin handia izan dezakete. Adibidez, aluminioaren eta zinkaren kasuan pH balio altuek pasibazioa inhibitu egiten dute. Altzairu herdoilgaitzaren kasuan ordea pH balio baxuek edo kloruroen presentziak, etab…

Tenperatura altuko korrosioa material baten degradazioa da beroarengatik. Korrosioaren forma ez galvaniko hau oxigeno edo sufre bezalako konposatuak dituen atmosfera beroan egotean. Adibidez, espazioan erabili beharreko materialak edo kotxeen motorrak zeinak denbora luzez egon behar dira tenperatura altu eta atmosfera oxidatzaile batekin kontaktuan.

Tenperatura altuko korrosioak ingeniaritzako abantaila bat izan daiteke. Oxidoen eraketa gainazalean, metal batzuetan era dezake gainazalean segurtasun geruza bat atmosferaz babesteko.  

Korrosio mikrobianoa, edo mikrobiologikoki eragindako korrosioa (MIC), normalean kimioautotrofoek eragindako edo larriagotutako korrosio mota bat da. Korrosio mota hau material metaliko zein ez-metalikoei aplika daitezke, oxigenoaren presentzian edo presentziarik gabe. Bakterio sulfato-erreduzitzaileak baldintza anaerobikoetan aktiboak dira, hidrogeno sulfuroa eratuz, eta sulfuroek eragindako tentsio-pitzadurak sortzen dira (sulfide stress cracking, SSC). Baldintza aerobikoetan, zenbait bakteria motek burdina burdin oxido eta hidroxidoetara zuzenean oxida ditzakete, eta beste bakterio mota batzuek sufrea oxida dezakete eta azido sulfurikoa eratu, sulfuro korrosio biogenikoa eraginez. Korrosio-produktuak dauden geruzetan kontzentrazio-zelulak eratu daitezke, materialaren korrosio lokalizatua (puntu jakin batean) eratuz.

MIC mota bat azeleratutako itsasbehera-korrosioa (accelerated low-water corrosion , ALWC) da, MIC mota oso kaltegarri bat da, itsasbeheraren alboan dauden altzairuzko zutabeei eragiten diotenak. Laranja koloreko lohi batek bereizten du, hau hidrogeno sulfuro usaina daukala azidoz tratatzean. Korrosio-abiadurak kasu honetan nahiko altuak dira eta altzairuaren korrosio-tarteak azkar gainditu daitezke, altzairuzko zutabeen apurketa goiztiarra eraginez. Zutabe kapadunak eta babes katodikoa dauzkatenak eraikuntza-unean ez dute ALWC-rik jasango. Zutabe desbabestuen kasuan, sakrifiziozko anodoak instala daitezke gune kaltetuetan, korrosio-prozesua inhibitzeko. Halaber, kaltetutako guneetan, anodo inerte bati korronte elektrikoa aplikatu ahal zaio geruza karedun bat eratzeko, materiala eraso gehiagotik babes dezan.

Material zeramiko gehienak pasiboak dira korrosioarekiko. Materialak ondo lotzen dituen lotura kimiko sendoak ez du ia energia kimiko askerik uzten egituran. Material zeramikoetan korrosioa ekiditeko kaltzio oxidoa erabiltzen da materialak uretan duen solugarritasuna murrizteko.

Geruza oxido baten formazioa Deal Grove modeloak deskribatzen du, non, aurresan eta kontrola daiteke geruza horren formazioa hainbat egoeretan. Test erraz batekin egiten da, pisu galera metodoa deitzen dena. Metodoak metal pisatuaren pieza edo aleazioa inguru korrosibo batean jartzen da denbora tarte espezifiko batean, pieza garbitzen da eta pisatzen da. Korrosio ratioa R moduan definitzen da hurrengo ekuazioaren bidez:

${\displaystyle R={k\cdot W \over p\cdot A\cdot t}}$

k konstante bat da, W masa galera, t esposizio denbora, A esposizio azalera eta p dentsitatea.

1. Introducción a la ciencia e ingenieria de materiales 2. Editorial Reverte. William D. Callister, Jr. 2007. 592-594
2. https://www.researchgate.net/profile/Juan_Genesca/publication/31633494/figure/fig16/AS:491772817219586@1494259184125/Figura-17-Mecanismo-de-proteccion-catodica-con-anodo-de-sacrificio.png (accssed 29/11).
3. Corrosión y protección galvanica. Luis Bilurbina Alter, Francisco Liesa Mestres y José Ignacio Iribarren Laco. Edicions UPC. 2003. 15-38
4. https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=MAr3RY%2fg&id=F2EF0B8AB4C6874B0AF6F520014746B287D7A2A4&thid=OIP.MAr3RY_g02aJkkH5MIgbogHaKe&mediaurl=https%3a%2f%2fimage.slidesharecdn.com%2ftrabajodiagramasdeellingham-101104170423-phpapp01%2f95%2ftrabajo-diagramas-de-ellingham-7-638.jpg%3fcb%3d1422666551&exph=903&expw=638&q=diagrama+hellingan&simid=608002454515287874&selectedIndex=2&ajaxhist=0 (accessed 29/11).
5. [Fundamentals of corrosion – Mechanisms, Causes and Preventative Methods]. Philip A. Schweitzer, Taylor and Francis Group, LLC (2010) p. 25.
6. Methods of Protecting Against Corrosion Piping Technology & Products, (retrieved January 2012)

J.E. Breakell, M. Siegwart, K. Foster, D. Marshall, M. Hodgson, R. Cottis, S. Lyon (2005). Management of Accelerated Low Water Corrosion in Steel Maritime Structures, Volume 634 of CIRIA Series.