ÚVOD Tøídìní koroze kovù na rùzné druhy, rùzné nemoci kovového materiálu, je významné jak pro identifikaci pøíèin poškození, tak z hlediska systematického a pedagogického. V naší a anglické literatuøe lze najít více jak 100 termínù, které by bylo možno chápat jako druhy resp. typy koroze. Z anglických termínù jsem poèítal jen ty, které nemají èeský ekvivalent. Tøídìní koroze podle druhù není vzdor existujícím terminologickým doporuèením [1,2,3] ani v anglicky psané literatuøe zcela ustálené pøedevším proto, že je mnoho rùzných hledisek pro možné tøídìní. Tøídit lze podle vzhledu (makroskopického nebo mikroskopického), místa vzniku, podle prostøedí, podle materiálu, podle produktù, podle pøíèiny nebo podle mechanizmu. Dùležitá je jak znalost možných pøíèin koroze v daném technickém systému tak znalost pøíznakù koroze. Existuje urèitá analogie s lékaøstvím, nebot’ i v protikorozní ochranì volíme „léèebné” postupy podle symptomù (pøíznakù) nebo kauzality (pøíèin). Termín léèba ale nemùže mít v korozi stejný význam, jako v medicínì, protože poškození kovu je nevratné a protikorozní ochranou (léèbou) se kov neopraví ani nezacelí. Protikorozní ochrana má tedy význam preventivní a nikoli ve vlastním slova smyslu léèebný, pøíroda prostì s námi v pøípadì interakce kov–prostøedí nespolupracuje a tvrdohlavì smìøuje k energeticky výhodnìjšímu stavu a neuspoøádanosti. Kov poškozený korozí se už samovolnì neuzdraví. Stejné pøíznaky mohou být jak v korozi tak v medicínì dùsledkem zcela rùzných pøíèin a naopak jedna pøíèina mùže mít celou øadu pøíznakù. Logický systém v druzích koroze by ale mìl mít pokud možno jednoznaènou vazbu na pøíèinu poškození a mechanizmus vzniku, které by mohly vést k volbì vhodné protikorozní ochrany, jež zajistí požadovanou životnost. Je také tøeba si uvìdomit, že tøídìní na druhy koroze se omezuje na korozní systémy a pøedevším kovové materiály, které mají praktický význam. Podle mechanizmu by bylo tøídìní koroze zdánlivì nejlepší, ale u vìtšiny technicky významných korozních poškození se jedná o soubor následných a paralelních chemických, elektrochemických, transportních a dalších fyzikálních dìjù, u nìkterých druhù koroze mají svou roli i pøemìny ve struktuøe kovu. Každý druh koroze má specifickou sekvenci tìchto jednotkových procesù a tøídìní podle takového blokového schématu na rùzné druhy koroze se zdá být pro praktické použití nepøehledné. Hlediska pro třídění koroze kovů Podle korozního systému Terminologické dìlení koroze podle korodujícího materiálu nemá vìtšinou valný význam, nebot’ dùkladný popis korozního systému (kombinace kov–prostøedí) by mìl být naprostou samozøejmostí a je tedy nadbyteèné. Termíny jako koroze mosazi (oceli, niklu, atd.) jsou spíše vhodné pro názvy kapitol v korozní literatuøe, než jako oznaèení druhù koroze. Èasté je dìlení podle korozního prostøedí na korozi v elektrolytech, (nejèastìji vodných - wet corroVěda a výzkum Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) 75 Druhy koroze kovů Novák P. Ústav kovových materiálù a korozního inženýrství VŠCHT Praha Logické tøídìní koroze na rùzné druhy by mìlo být vázáno na pøíèiny poškození a mechanizmus jeho vzniku tak, aby mohl být urèen vhodný zpùsob protikorozní ochrany. Pøíspìvek se zabývá možnými hledisky tøídìní na jednotlivé druhy koroze podle mechanizmu, pøíèiny, místa vzniku, vzhledu, podmínek vzniku a rozsahu poškození. Pøíspìvek doporuèuje používat osvìdèené dìlení koroze kovù v elektrolytech na plošnou korozi a osm druhù nerovnomìrné koroze (koroze pùsobením galvanických makroèlánkù, štìrbinová, bodová, mezikrystalová, selektivní, erozní, prostøedím vyvolané praskání a poškození vodíkem). Toto dìlení, které je vázáno na specifické mechanizmy, pokrývá vìtšinu technicky významných projevù koroze kovù v elektrolytech. sion) a na korozi v neelektrolytech nejèastìji plynech (dry corrosion). Dìlení podle bližší specifikace korozního prostøedí je blíže dominantnímu stimulátoru korozního dìje a tedy mechanizmu - koroze chloridová, síranová, fenolová, sirovodíková, kyselinová, pùdní, moøská, ve vodách, atmosférická, v plynech, roztavenými kovy, v organických látkách, v kondenzátu, ale ani toto dìlení nelze pokládat obecnì za úèelné a je èasto nadbyteèné ze stejných dùvodù jako dìlení podle korodujícího kovu. Do této skupiny „druhù” patøí i anglické termíny carbonic acid corrosion, oxygen attack, sulphur corrosion, ammonia corrosion, sulphide corrosion, sulphide attack, chelant corrosion, sour corrosion. Nìkteré z tìchto druhù ospravedlòuje, že mají specifický mechanizmus, stejnì jako koroze vanadová a koroze vodíková pro plynná prostøedí a napø. síranová koroze betonu z oblasti koroze nekovových materiálù. Koroze mikrobiální (MIC - microbially influced corrosion), nebo logicky širší koroze biologická nebo bakteriální vzniká v neutrálních prostøedích, jako jsou vody a pùdy, kdy dochází za pøítomnosti nejrùznìjších typù mikroorganizmù ke stimulaci korozních procesù. Pøítomnost mikroorganizmù, sice ovlivòuje rùzným zpùsobem mechanizmus korozního poškození kovù, ale nevede k novému druhu napadení. Podle vzhledu Pøi rozmanitosti dùsledkù koroze se èasto setkáváme s potøebou dìlit korozi na rùzné druhy jen pro formální popis (slovní dokumentaci) poškození podle jeho vzhledu, aniž by to vedlo ke stanovení pøímé pøíèiny. To je dùležité pro dodateèné urèení pøíèin v pøípadì, že koroznì kvalifikovaná osoba nebyla na místì události, ale fotografickou dokumentaci to nemùže nahradit. S tímto dìlením podle vzhledu se setkáme hlavnì v normách pro metalografické vyhodnocování korozního napadení kovù [4]. Patøí sem termíny jako koroze rovnomìrná, plošná, celková, nerovnomìrná, skvrnitá, místní (lokalizovaná, lokální), strukturní, selektivní, extrakèní, mezikrystalová, (interkrystalová, interkrystalická), transkrystalová (transkrystalická), korozní lomy a trhliny, dùlková koroze, (bodová, jamková, pitting corrosion,), po vrstvách (lamelární koroze, exfoliace), nitková (filigránská). Podle vzhledu, i když ne z metalografického hodnocení, je nožová koroze, fissure, grooving, puchýøovatìní, (puchýøování), korozní praskání, spongióza, (zhoubovatìní), ztráta lesku (tarnishing) a z vysokoteplotních metal dusting, vnitøní oxidace, vnitøní koroze. Nìkdy si autoøi mimo obor vypomáhají volným popisem vzhledu korozního napadení jako kráterový, strupovitý, puchýøkový nebo vrstevnatý typ koroze a podobnì. Podle místa vzniku Specifické a pro volbu protikorozního opatøení mùže také být také velmi dùležité místo vzniku a tak se setkáváme se dìlením koroze: v rovinì hladiny, pod povlakem, u svaru, (weld decay), štìrbinová, pod úsadami, pod tìsnìním, pod tepelnou izolací. Podle fyzikálních podmínek vzniku Napø. koroze za vysokých teplot, za mechanického namáhání, pod napìtím (za napìtí), za pøestupu tepla, vibraèní (tøením), opotøebením, erozní, kavitaèní, bludnými (cizími) proudy, interferenèními proudy, støídavými proudy, koroze katodická. Ani toto dìlení nelze pokládat za zcela vhodné, jedná se èasto jen o popis okolností vzniku. Podle korozních produktù Pøíkladem tøídìní koroze podle produktù je rezivìní železa, karbonylová koroze, hydridové napadení, možná i metal dusting. Tato klasifikace už má blíže ke specifickému mechanizmu. Podle rozsahu poškození Podle rozsahu korozního poškození rozeznáváme, tzv. korozi celkovou (general corrosion) resp. plošnou, která probíhá po celém povrchu vystaveném koroznímu prostøedí víceménì rovnomìrnì, tj. se srovnatelným úbytkem po celém povrchu a korozi místní, lokalizovanou, která probíhá intenzivnìji pouze v nìkterých èástech exponovaného povrchu kovu. K rovnomìrnému koroznímu napadení z praktického hlediska ale dochází v elektrolytech vìtšinou pouze v pøípadech, kdy je celý povrch kovu pokryt stabilní pasivní vrstvou, nebo intenzita aktivního rozpouštìní kovu je velmi malá. Pokud je rychlost aktivního anodického rozpouštìní vyšší, dochází také èasto k nerovnomìrnému napadení, ale tato forma napadení nebývá øazena mezi nerovnomìrné formy koroze, protože použití kovu již dostateènì diskvalifikují úbytky v místech nejmenšího plošného napadení. Vìtšina technických kovù vdìèí za svou korozní odolnost pasivitì, a proto dìlení koroze kovù v elektrolytech na jednotlivé druhy se vìtšinou omezuje na lokalizovanou korozi vznikající na zapasivovaném povrchu. Jednotlivé druhy koroze jsou tak vìtšinou nemocemi pasivity. Katastrofická koroze je ponìkud citovì zabarvený termín pro rozsah napadení, tento typ koroze ale má specifické podmínky vzniku za vysokých teplot, kdy místo ochranné oxidové vrstvy dochází ke vzniku korozních produktù (taveniny, tìkavých solí), které nemají ochranné úèinky (sem patøí i vanadová koroze). V angliètinì je pro tento typ napadení termín hot corrosion. Druhy koroze kovů Novák P. 76 Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) Podle rychlosti vzniku Blesková koroze není koroze bleskem, ale velmi rychlý vznik rzi po oèištìní povrchu oceli tryskáním vodou (water jetting) nebo po nanesení nìkterých vodouøeditelných hmot na povrch oceli. Podle druhu chemické reakce Pøi základním dìlení koroze podle mechanizmu se potkáme s rozlišováním mezi chemickou a elektrochemickou korozí. Toto dìlení má problém v tom, že i elektrochemická reakce je reakce chemická. Elektrochemické korozní reakce odlišuje od èistì chemické oxidaènì-redukèní reakce anonymita reagujících èástic (konkrétní èástice oxidovadla a konkrétní atom kovu se nemusí bezprostøednì setkat a mohou si vymìòovat elektrony pøes elektricky vodivou fázi, která je v kontaktu s elektrolyticky vodivou fází). Pøedstava, že ke korozi chemické dochází, dáme-li zinek do kyseliny a k elektrochemické tehdy, když zinek v korozním prostøedí spojíme s mìdí, je zcela nesmyslná. Ani pøedstava, že oxidace kovù za vysokých teplot v plynném prostøedí je koroze chemická není pøesná, i v tomto pøípadì dochází ve vìtšinì pøípadù k oxidaci a redukci na oddìlených místech a jedná se tak o elektrochemický proces za pøítomnosti tuhého elektrolytu (oxidová vrstva), který je zároveò vodièem elektronù. Za neelektrochemickou a na první pohled také nechemickou lze pokládat korozi roztavenými kovy (ty nejsou iontovì vodivé, proto konstrukèní kov není ve styku s elektrolytem, ale s prostøedím elektronovì vodivým). Korozí v roztavených kovech není kov oxidován, ale zùstává v oxidaèním stupni nula. Koroze je pak zpùsobena buï rozpouštìním konstrukèního kovu v taveninì, nebo vznikem fází, které vedou ke ztrátì soudržnosti konstrukèního kovu. Pokud ale budeme pokládat i „fyzikální” rozpouštìní za chemickou pøemìnu (dochází ke zmìnì vazby), pak i koroze roztavenými kovy je koroze chemická. Koroze organickými látkami, které nejsou elektrolyty, nebo v plynech pøi absenci povrchových vrstev má koroze charakter èistì chemické pøemìny. Dalším pøíkladem je tzv. karbonylová koroze. Nežádoucí vznik nitridù nebo hydridù lze také pokládat za neelektrochemickou chemickou (korozní) pøemìnu. Vibraèní koroze (koroze tøením) je také chemická interakce kovu a prostøedí. Vìtšinou èistì fyzikální podstatu má kavitace. Pokud je ale významnìjší souèástí poškození i anodické rozpouštìní (vyvolané kavitaèním poškozením ochranné vrstvy) pak se jedná o kavitaèní korozi. Podle dominantního typu èlánku V reálných korozních systémech se bìžnì vyskytují nebo vznikají heterogenity, které vedou k tomu, že pro reakce v korozním procesu je výhodné probíhat alespoò èásteènì oddìlenì na rùzných místech. Dochází k tomu v pøípadì katodické reakce na místech s nižším pøepìtím a v pøípadì anodické reakce tam, kde je kov snadnìji ionizovatelný. Ve struktuøe vìtšiny kovových materiálù jsou obsaženy heterogenity, které vedou pøi kontaktu povrchu kovu k èinnosti tzv. mikroèlánkù. Vedle èinnosti mikroèlánkù vznikají v korozním systému èasto èlánky s vìtšími vzdálenostmi anodického a katodického místa než jsou pouhé desítky mikrometrù, jako je tomu u mikroèlánkù. Takové èlánky již oznaèujeme jako makroèlánky a ovlivnìní potenciálu kovu jejich èinností mùže dosahovat i mnoha metrù (napø. u liniových úložných zaøízení - potrubí a kabelù). Èlánky jsou velmi èastou pøíèinou lokalizovaného urychlení koroze anodického povrchu a naopak potlaèení koroze na povrchu katodickém. Odtud také celá øada nerovnomìrných druhù koroze jako je koroze galvanická, bimetalická, kontaktní, koroze v dùsledku èlánku s rùzným provzdušòováním, èlánku koncentraèního, èlánku aktivní/pasivní, èlánku termogalvanického (termogalvanická koroze). Tøídìní koroze podle typu makroèlánku už pøímo smìøuje k mechanizmu koroze. Galvanické èlánky lze dìlit na èlánky vyvolané heterogenitou materiálu (bimetalický èlánek), kdy jsou galvanicky spojeny alespoò dva rùzné elektricky vodivé materiály v tomtéž elektrolytu a na èlánky volané heterogenitou podmínek, kdy elektrody èlánku jsou z téhož materiálu. Koncentraèní èlánek vzniká v pøípadì, kdy je kovový materiál v elektrolytu s gradientem koncentrací složek, které rozhodují o korozní agresivitì (napø. èlánky s rùzným ovzdušnìním). Termogalvanický èlánek vzniká v pøípadì, kdy kovový materiál s gradientem povrchové teploty je v tomtéž elektrolytu. Èlánek aktivní - pasivní vzniká v pøípadì kovového materiálu v tomtéž elektrolytu za podmínek, která jsou hranièní pro pasivovatelnost tohoto kovu (týká se napø. koroze bodové a štìrbinové). Na vzniku tohoto èlánku se mùže podílet i heterogenita materiálu. Èlánek elektrolytický je narozdíl od galvanického, samovolnì fungujícího èlánku, vynucen prùchodem proudu. V terminologii elektrochemického inženýrství se jedná o elektrolyzér. Tento typ èlánku vzniká v pøípadì, že na kovovém materiálu, který je v kontaktu s týmž elektrolytem dochází prùchodem stejnosmìrného proudu z vnìjšího zdroje ke gradientu potenciálu (týká se koroze bludnými (cizími) nebo interferenèními proudy). Za podmínek omezené konvekce (míchání) vznikají èinností všech èlánkù, hlavnì v pøibližnì neutrálních zøedìných elektrolytech, okludované roztoky. Nejvážnìjším dùsledkem je lokální aktivace pùvodnì pasivního kovu. U nejrozšíøenìjšího koncentraèního èlánku s rùzným ovzdušnìním vyvolává primární heterogenita v pøístupu kyslíku k povrchu Druhy koroze kovů Novák P. Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) 77 oceli sekundární zmìny ve složení korozního prostøedí. V blízkosti neovzdušòovaného - anodického (zápornìjšího) povrchu klesá hydrolýzou hodnota pH a vzrùstá koncentrace aniontù migrací. V blízkosti katodického (zápornìjšího) povrchu (s lepším pøístupem vzduchu) vzrùstá v dùsledku redukce kyslíku hodnota pH a klesá koncentrace aniontù solí migrací. Sekundární zmìny chemického složení vedou k zesílení anodického rozpouštìní na anodickém povrchu a k pasivaci povrchu katodického. Podle hlavního poškozovacího dìje Hlavním poškozovacím dìjem pøi korozi je nejèastìji anodické (oxidativní) rozpouštìní kovu. To se sice týká vìtšiny druhù koroze kovù v elektrolytech vèetnì erozní koroze a katodické koroze, nikoli však všech technicky významných druhù koroze. Mezi korozní procesy, pøi kterých není hlavním poškozovacím mechanizmem oxidace kovu, patøí druhy související se vstupem atomárního vodíku do møížky kovu. Vlastní poškozovací mechanizmus mùže být pak zcela fyzikální. Patøí sem z anglické terminologie hydrogen damage, hydrogen induced cracking (HIC), hydrogen stress cracking (HSC), hydrogen affected cracking (HAC), hydrogen embrittlement (HE), hydride embrittlement, hydrogen blistering, sulfide stress cracking a z èeské terminologie vodíkem vyvolané praskání, vodíková køehkost, vodíkové puchýøe a vodíková koroze (odpovídá anglickému hydrogen attack). Vznik atomárního vodíku katodickou redukcí vodíkových iontù èi vody nebo termickou disociací molekuly vodíku, uhlovodíkù, resp. vody, jsou chemické reakce, podobnì jako vznik hydridù, vznik methanu nebo vodní páry pøi vysokoteplotní vodíkové korozi. Proto je poškozování kovù vlivem atomárního vodíku také øazeno mezi korozní dìje. Vznik trhlin a lomù je nejdùležitìjší také v pøípadì praskání vyvolaného prostøedím. Pokud v poškozovacím mechanizmu hrají významnou roli tahová pnutí nebo plastické deformace kovu, pak se jedná o skupinu korozních druhù oznaèovaných nìkdy termínem Corrosion - Stress/Deformation Interactions (CDI). Sem patøí nejen celá skupina praskání vyvolaného prostøedím (korozní praskání pod napìtím, sezónní praskání mosazi, louhová køehkost oceli, korozní únava, praskání vyvolané vodíkem), ale napøíklad i urychlení koroze po tváøení za studena bez vzniku trhlin. „Fyzikální” rozpouštìní je rozhodující pro korozi roztavenými kovy, ztráta celistvosti pùvodního kovu pro metal dusting, odzinkování, mezikrystalovou korozi a nemoc bronzu. Neelektrochemický (chemický) vznik slouèenin je významný pro hydridovou køehkost nebo karbonylovou korozi. Mechanické poškození je dominantní u koroze tøením nebo u kavitace. Mezi druhy koroze, pøi kterých dochází ke kombinovaným chemickým a fyzikálním úèinkùm prostøedí na kovový výrobek, patøí termíny erozní koroze, rázové napadení, nárazová koroze (impingement), wear corrosion. V novìjší literatuøe se také nìkdy objevuje termín tribokoroze. Podle stavu, ve kterém se kov nachází Koroze v aktivním stavu, koroze v pasivním stavu a koroze v transpasivním stavu jsou svým zpùsobem dìlení elektrochemické koroze podle mechanizmu. Problém je v tom, že právì nerovnomìrné druhy koroze se velmi èasto projevují paralelním prùbìhem koroze v aktivním a pasivním stavu. Soubìžnì mohou probíhat i v pøípadì plošné koroze. Pøi korozi v aktivní stavu nebývají vìtšinou nerovnomìrné formy koroze omezujícím faktorem použití kovu. Dùležitá je aktivace pasivního kovu. Chybějící česká terminologie Existuje øada dosti významných druhù koroze, které nemají èeské ekvivalenty k anglickým výrazùm a øadu z nich jsem už v pøedchozím textu uvedl. Jsou to napøíklad metal dusting (snad „zprachovatìní kovu” v silnì nauhlièujících atmosférách za zvýšených teplot), blooming (vykvétání), fissure (puklina, pukat, praskat v blízkosti svaru), interdendritic a crystallographic corrosion (koroze vázaná na krystalovou strukturu kovu), poultice (obklad) corrosion - na automobilech pod vrstvou usazenin, steam blanketing (nadmìrný rùst oxidù pøi pøehøátí v dùsledku blánového varu), grooving (snad rýhování v blízkosti svaru uhlíkové oceli), ringworm corrosion (napadení oceli v silnì tváøených místech trubek pøi tìžbì ropy), sweet corrosion (doslova „sladká koroze” v prostøedí uhlovodíkù s obsahem oxidu uhlièitého), sour corrosion (doslova „kyselá koroze” v prostøedí uhlovodíkù s obsahem sulfanu a oxidu uhlièitého vedoucí k prostøedím vyvolanému praskání). Poslední dva termíny (sweet a sour corrosion) jsou jen zdánlivì výsledkem tøídìní z hlediska chuti korozního prostøedí. K doplnìní této chut’ové série máme ještì salt corrosion. Hoøkou korozi jsem v literatuøe nenašel, snad proto, že dùsledky všech druhù koroze vedou k „hoøkým koncùm”. Neodborná terminologie Nìkteré z dalších „druhù koroze” jsou z korozní hantýrky, jiné z dílny terminologických kutilù, kteøí vzdor oborovým zvyklostem si vytváøejí vlastní Druhy koroze kovů Novák P. 78 Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) terminologii nebo nesprávnì pøekládají cizí termíny. Za hantýrku lze považovat korozi krupièkovu pro korozi mezikrystalovou a korozi poletovou snad pro korozi atmosférickou, nebo i podivný termín elektrokoroze (nìkdy je to koroze bludnými (cizími) proudy, jindy koroze elektrochemická, ale mùže to být i odjiskøení pøi elektroabrazivním øezání. Stress koroze má být termín pro korozi pod napìtím. Ze skupiny amatérských termínù je i koroze iontová, zøejmì pro korozi v elektrolytech, nebo koroze papírová pro korozi plošnou s následkem znaèného ztenèení kovu. Mezi neodbornou terminologii lze také zaøadit èastý termín chloridová koroze (a další analogické termíny). Chloridy jsou bìžným a významným stimulátorem koroze kovù, jejich úèinek se projevuje podle rùzných mechanizmù a podílí se na mnoha rùzných druzích koroze. Doporučené dělení koroze kovů v elektrolytech Obecná pøedstava o korozi (ve smyslu „rezavìní”) zahrnuje vìtšinou druh korozního napadení, které oznaèujeme jako plošná (rovnomìrná, obecná) koroze. Je charakterizována tím, že na kovovém povrchu probíhá koroze plošnì, to znamená, že na jakémkoli místì povrchu ubude za stejnou dobu pøibližnì stejné množství kovu. Místní fluktuace v úbytku kovu korozí jsou ve srovnání s celkovým korozním úbytkem malé. Plošná koroze se vyskytuje v korozních systémech, v nichž je kovový povrch i okolní prostøedí víceménì homogenní. Znamená to, že teploty a koncentrace všech složek jak prostøedí, tak kovu jsou na jejich vzájemném rozhraní vyrovnané. Dochází k tomu v pøípadech, kdy konvektivní pøenos hmoty je pøimìøený. Pøíklady rovnomìrné plošné koroze lze nalézt v podmínkách atmosféry nebo pro zapasivované kovy v oblasti stabilní pasivity. Za úèelné lze pokládat dìlení koroze kovù v elektrolytech na korozi plošnou a osm nerovnomìrných druhù, což je modifikované rozdìlení, které lze nalézt v uèebnici Fontany a Greena [5]. Podle tohoto dìlení patøí mezi nerovnomìrné korozní druhy koroze pùsobením galvanických makroèlánkù, koroze štìrbinová, koroze bodová, koroze mezikrystalová, koroze selektivní a erozní koroze, dále pak praskání vyvolané prostøedím a poškození vodíkem. Koroze pùsobením galvanických makroèlánkù je druh koroze jehož míra nerovnomìrnosti závisí na geometrickém uspoøádání a vodivosti elektrolytu. Pokud by vzdálenosti anodického a katodického povrchu byly všude stejné, byl by úèinek pro každý z povrchù èlánku rovnomìrný. Pokud nedochází v korozním systému k dostateènému konvektivnímu pøenosu hmoty, pak pøi èinnosti èlánkù dochází ke vzniku okludovaných roztokù. Korozi pùsobením galvanických èlánkù mùžeme dìlit na bimetalickou korozi a korozi v dùsledku koncentraèních èlánkù. Bimetalická koroze (obr. 1) je urychlení koroze kovu v dùsledku elektrického kontaktu s ušlechtilejším kovem nebo i nekovovým vodièem (nejèastìji uhlíkem) v elek-trolytu. Nejintenzivnìji probíhá bimetalická koroze v tìsné blízkosti spojení. Smìrem od místa kontaktu na povrchu se rychlost anodické reakce snižuje díky elektrickému odporu prostøedí, který roste se vzdáleností. Malá vodivost elektrolytu omezuje èasto zvýšenou korozi na oblast blízkou místu kontaktu. Koroze v dùsledku koncentraèních èlánkù (obr. 2) vzniká, pokud je povrch kovu v kontaktu s nehomogenním korozním prostøedím. Nejèastìjší jsou èlánky v dùsled-ku rùzného pøístupu vzdušného kyslíku k povrchu oceli, který je v kontaktu s neutrálními vodnými roztoky. Èinnost tohoto èlánku, podobnì jako bimetalického, vede pøi nedostateèném míchání ke zmìnám ve složení roztoku, v oblasti snadného pøístupu kyslíku se alkalizuje (jeho agresivita pro železo klesá), v oblasti bez kyslíku se naopak okyseluje (jeho agresivita roste). Koncentraèní èlánky se èasto podílí i na dalších druzích koroze, pøi kterých vznikají okludované roztoky (koroze štìrbinová, bodová, selektivní, korozní praskání). Druhy koroze kovů Novák P. Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) 79 Obr.1. Bimetalická koroze (ocelové nýty - měděný plech). Obr.2. Koroze v důsledku koncentračních článků - nejčastěji se jedná očlánky s různým ovzdušněním (diferenční aerací). Štìrbinová koroze (obr. 3) je druh korozního napadení, ke kterému dochází v místech, kde je malé množství elektrolytu èásteènì oddìleno od velkého objemu vnìjšího elektrolytu. Tyto polouzavøené prostory resp. štìrbiny, jsou napøíklad mezi dvìma plechy spojenými nýty, nespojitými svary, ve šroubových spojích, pod podložkami, pod tìsnìním, pod úsadami atd. Výchozím stavem vnitøního i vnìjšího kovového povrchu je pøed vznikem štìrbinové koroze pasivita. Kyslík rozpuštìný v neutrálním vodném elektrolytu uvnitø štìrbiny je spotøebován katodickou reakcí a pøísun dalšího je omezen tím, že roztok uvnitø štìrbiny je obtížnìji vymìòován. Vzhledem k nedostatku oxidaèního èinidla se vnitøní povrch štìrbiny stává anodou, na níž pøevládá oxidace složek kovu. Elektrony uvolòované touto reakcí jsou odvádìny kovem mimo štìrbinu, na místo, kde není omezen pøístup rozpuštìného kyslíku k rozhraní kov/elektrolyt. Okolí ústí štìrbiny se tak stává katodou, na které se soustøeïuje prùbìh katodické reakce. Náboj kovových kationtù ve štìrbinì je obvykle kompenzován migrací chloridových aniontù z objemu roztoku do štìrbiny a hydrolýzou iontù kovu se roztok uvnitø štìrbiny dále okyseluje. Agresivita roztoku uvnitø vzrùstá a vede k poškození pùvodní pasivní vrstvy a tím i k aktivaci kovu na vnitøním povrchu a vzniku èlánku aktivní–pasivní. Korozi štìrbinovou je tøeba z hlediska mechanizmu odlišit od koroze ve štìrbinì, k níž dochází i bez nutnosti elektrolytického kontaktu s vnìjším velkým objemem elektrolytu. Koroze ve štìrbinì bývá zvýšena už jen v dùsledku delší doby expozice napø. v atmosférických podmínkách, zkoncentrováním stimulátorù odparem, nebo stimulaèními úèinky vyluhovatelných složek úsad èi tìsnìní. Bodová koroze (obr. 4) je lokální napadení jinak odolného pasivního povrchu korozivzdorných ocelí nebo hliníku a jeho slitin vznikající za pøítomnosti látek lokálnì porušujících pasivní vrstvu. Touto formou koroze vznikají v povrchu rùznì hluboké dùlky èasto s velice úzkým hrdlem. Lokálním porušením pasivní vrstvy dochází k bodovému napadení. Mechanismus bodové koroze je v podstatì shodný s mechanismem štìrbinové koroze, s tím rozdílem, že zárodek „štìrbiny” vzniká samovolnì na volném povrchu pasivního kovu - nejèastìji v dùsledku konkurenèního úèinku hydroxylových (pasivaèní úèinek) a chloridových (depasivaèní úèinek) iontù. K iniciaci bodové koroze je zapotøebí dostateèná oxidaèní schopnost prostøedí a pøítomnost depasivujících iontù, nejèastìji chloridových. Je tøeba zdùraznit, že vztah termínu bodová a dùlková koroze není v literatuøe zcela jednoznaèný. Dùlková koroze je místní koroze, jejíž dùsledkem jsou dùlky, tj. dutiny v kovu poèínající na povrchu, což mùže být jakékoli korozní napadení, pøi kterém vznikají dùlky, tøeba v místì porušeného povlaku, nebo v dùsledku èlánku s rùzným ovzdušnìním. Bodová koroze je ale spíše chápána jako ekvivalent anglického pitting corrosion, což je obvykle extrémnì lokalizované napadení korozivzdorných ocelí nebo slitin hliníku a dalších kovù s výše popsaným specifickým mechanizmem. Mezikrystalová koroze je formou nerovnomìrného korozního napadení zpùsobeného u korozivzdorných ocelí snížením obsahu chromu v bezprostøední blízkosti hranic zrn, pod hranici snadné pasivovatelnosti. Lokální snížení obsahu chromu v korozivzdorných ocelích pod hranici snadné pasivovatelnosti 12 % vzniká precipitací karbidù s vysokým obsahem chromu na hranicích zrn pøi ohøevu v kritické teplotní oblasti, napø. pøi svaøoDruhy koroze kovů Novák P. 80 Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) Obr.3. Štěrbinová koroze korozivzdorné oceli. Obr.4. Bodová koroze hliníku. vání. Oblasti ochuzené o chrom korodují v agresivním prostøedí pøednostnì. Zrna ztrácejí soudržnost a materiál mechanickou pevnost, aniž by došlo k pozorovatelné vzhledové zmìnì. Karbidy a ochuzené oblasti vzniklé pøi zcitlivìní lze vhodným tepelným zpracováním opìt odstranit. Nožová koroze je druhem mezikrystalové koroze stabilizovaných korozivzdorných ocelí. Koroze po vrstvách (exfoliace) je mezikrystalovou korozí hliníkových slitin. Selektivní koroze je pøednostní rozpouštìní nìkteré ze složek slitiny jejíž pøítomnost je v kovu žádoucí. Èastým pøíkladem selektivní koroze je odzinkování mosazi. Zinek, jakožto ménì ušlechtilý kov slitiny, je více náchylný ke korozi a pøechází do roztoku jak hydroxidovým, tak chloridovým mechanizmem, zatímco mìï rozpuštìná chloridovým mechanizmem je vylouèena zpìt hydroxidovým mechanizmem v nekompaktním („houbovitém”) stavu. Selektivní koroze je pozorovatelná také u dalších slitin mìdi napø. s niklem, køemíkem nebo hliníkem. Vážné problémy zpùsobuje selektivní rozpouštìní železa v šedé litinì (spongióza, grafitická koroze, viz obr. 5), jehož výsledkem je pórovitá struktura grafitu s podstatnì horšími mechanickými vlastnostmi. Praskání vyvolané prostøedím (obr. 6, 7, 8) je kombinované pùsobení tahového namáhání a korozního prostøedí na kov. Korozní praskání vzniká pøi statickém zatížení (i v dùsledku vnitøního pnutí) ve specifickém korozním prostøedí a je charakterizováno snížením deformaèní práce nutné k porušení materiálu oproti namáhaní v inertním prostøedí. Trhliny èasto vycházejí z místa lokálního porušení pasivní vrstvy (napø. bodové koroze) a šíøí se ve struktuøe kovu buï po hranicích zrn (interkrystalicky) nebo napøíè zrny (transkrystalicky). Pokud dochází k cyklickému namáháním s tahovou složkou vzniká tzv. korozní únava. Ta nevyžaduje specifické prostøedí. Mezi praskání vyvolané prostøedím øadíme i vznik trhlin a lomù na zatíženém materiálu pøi praskání vyvolaném vodíkem. K rozlišení mezi druhy praskání vyvolaného prostøedím pøispívá hodnocení trhlin a lomové plochy i podmínek vzniku. Erozní koroze (obr. 9) vzniká v rychle proudícím prostøedí a pøíèinou je velmi èasto zvýšení korozní rychlosti erozním porušováním pasivní nebo jiné ochranné vrstvy, která v mírnì proudícím prostøedí chrání kovový povrch pøed intenzivním aktivním rozpouštìním. Úèinek erozního pùsobení je zvyšován pøítomností pevné nebo plynné fáze v proudící kapalinì. Druhy koroze kovů Novák P. Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) 81 Obr.5. Grafitická koroze (spongióza) šedé litiny. Obr.8. Korozní praskání korozivzdorné oceli. Obr.7. Korozní praskání mosazi Obr.6. Korozní praskání uhlíkové oceli. Pøi erozní korozi musí být významný podíl anodického rozpouštì-ní na celkovém úbytku kovu. Koroznì-erozní úèinky prostøedí jsou závislé na geometrii korozního systému. Projevem erozní koroze jsou rýhy, vlnky, kapkovité a podkovovité dùlky (horse shoe patterns) v povrchu kovu. Do této skupiny patøí tzv. rázové napadení i kavitaèní koroze, bývá sem øazena ponìkud nepatøiènì i koroze tøením. Poškození vodíkem (obr. 10) je významným korozním druhem v chemických a petrochemických provozech, kdy dochází ke kontaktu kovového konstrukèního materiálu s vodíkem. Pøi teplotách pod 100 °C vzniká vodík na povrchu kovu hlavnì katodickou korozní reakcí a vstupuje do oceli v atomární formì. Vznik atomárního vodíku na povrchu kovu je také možný ve vodných elektrolytech pøi katodické polarizaci povrchu. Rekombinace difundujícího atomárního vodíku v místech poruch struktury kovu, nejèastìji oceli, má za následek vznik velkých vnitøních tlakù (desítky až stovky MPa), které i bez pøítomnosti vnìjšího napìt’ového namáhání vedou k mechanickému porušení (tzv. vodíkové puchýøe). Negativní úèinky atomárního vodíku se také projevují vodíkovou køehkostí, tj. ztrátou pevnosti mechanicky nezatížených kovových materiálù. ZÁVĚR Uvedený pøehled èeské terminologie související s druhy koroze není rozhodnì možno pokládat za vyèerpávající. Uvádí doporuèené dìlení koroze kovù v elektrolytech na jednotlivé druhy, podobný návrh na tøídìní koroze v plynech nepodává. Velké množství nepøesnì vymezených termínù, které lze, byt’vzdálenì, pokládat za druhy koroze, svìdèí o nutnosti širšího vzdìlávání v oboru korozního inženýrství. Bylo by dobré, aby v oblasti nemoci kovù, zvané koroze, nerozhodovali o terminologii pøírodní léèitelé, ale vzdìlaní odborníci tak, jako je tomu v medicínì. Literatura 1. G15-02 Standard Terminology Relating to Corrosion and Corrosion testing. ASTM Book of Standards, Vol. 03.02, Wear and Erosion; Metal Corrosion, August 2002. 2. ÈSN EN ISO 8044 (03 8001) Koroze kovù a slitin Základní termíny a definice (1999). 3. Korozní terminologie na internetu: http://www.corrosionsource.com/handbook/glossary/ c_glos.htm http://www.ntu.edu.sg/home/asjqiu/corrosion/ TERMS.HTM http://home.swbell.net/walkerrd/corrosio.htm 4. ÈSN 03 81 37 Metalografické vyhodnocování korozního napadení kovù (1969). 5. Fontana M.G., Greene N.D.: Corrosion Engineering, McGraw-Hill Book Company 1967. Druhy koroze kovů Novák P. 82 Koroze a ochrana materiálu 49(4) 75-82 (2005) Obr.9. Erozní koroze uhlíkové oceli. Obr.10. Vodíkové puchýře.