6.6 Korrosjon og korrosjonsvern

Korrosjon

Korrosjon er nedbrytning av metaller gjennom elektrokjemiske reaksjoner med miljøet.

Korrosjon av jern (rust)

Rust er det vanligste korrosjonsproblemet.

Anode (oksidasjon):
$$\text{Fe}(s) \rightarrow \text{Fe}^{2+}(aq) + 2e^-$$

Katode (reduksjon):
$$\text{O}_2(g) + 2\text{H}_2\text{O}(l) + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^-(aq)$$

Videre oksidasjon:
$$\text{Fe}^{2+} \xrightarrow{\text{O}_2} \text{Fe}^{3+} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$$

Betingelser for korrosjon

Tre faktorer må være til stede:
1. Metall (anode)
2. Oksygen (katodeoksidant)
3. Vann/elektrolytt (ionetransport)

Faktorer som påvirker korrosjon

Øker korrosjonshastigheten:

1. Elektrolytt:
- Salt (NaCl) øker ledningsevnen
- Derfor ruster biler raskere ved kysten

2. pH:
- Sur løsning øker korrosjonen
- Surt regn akselererer rusting

3. Temperatur:
- Høyere temperatur → raskere korrosjon

4. Spenningsforskjell:
- To ulike metaller i kontakt (galvanisk korrosjon)
- Det minst edle metallet korroderer

5. Oksygentilgang:
- Mer O₂ → raskere korrosjon
- Spesielt ved vannlinjen (differensialcelle)

Galvanisk korrosjon

Når to ulike metaller er i kontakt:
- Det mest uedelt metallet oksideres
- Det edlest metallet beskyttes

Eksempel: Stål + kopper
- Stål (Fe) korroderer raskere
- Kopper beskyttes

Korrosjonsbeskyttelse

1. Barrierebeskyttelse

Hindrer kontakt mellom metall og miljø:
- Maling - må fornyes regelmessig
- Lakk - for dekorative formål
- Galvanisering (sinkbelegg) - beskytter selv ved skade
- Forkromming - hardkrom for slitasje
- Emaljering - glassaktig belegg

2. Katodisk beskyttelse

Metallet gjøres til katode (reduksjon skjer).

Offeranode:
- Et mer uedelt metall kobles til
- Sinkblokker på skip og rørledninger
- Magnesiumanoder på varmtvannsberedere

Påtrykt strøm:
- Ekstern strømkilde gjør metallet til katode
- Brukes på store konstruksjoner

3. Anodisk beskyttelse

Danner beskyttende oksidfilm:
- Rustfritt stål (krom danner Cr₂O₃-film)
- Anodisering av aluminium