Pitting: co to je a jaká nebezpečí to představuje?

Existují různé formy ničení kovů. Důlková nebo důlková korekce je jednou z těchto forem, což jsou lokalizované defekty na povrchu kovu. Nejčastěji se důlková koroze vyskytuje na nerezové oceli, hliníku a jeho slitinách, titanu, niklu a vzniká při částečném narušení pasivního stavu materiálu.

Pitování je pro kov poměrně nebezpečné, a to i přes malou velikost jeho projevů. Zbytek povrchu nadále zůstává v normálním zevním stavu a pouze na některých místech se objevují bílé nebo načervenalé malé tečky, vřídky a malé pruhy. Jejich zdání klame a jejich hloubka je obvykle značná, přesto jim uživatel málokdy věnuje pozornost v rané fázi vývoje.

Druhy důlkové koroze

Mezi parametry pro klasifikaci důlkové koroze kovů patří typ důlkové koroze, která se objevuje na kovovém povrchu:

Čtěte také: Od nápadu k výsledku. Dřevořezba pomocí rytce. Powercarving

Povrchní. Toto je jedna z nejméně nebezpečných možností rezivění. Ovlivňuje pouze horní vrstvu kovu. Zvenčí lze takovou destrukci poznat podle vzhledu malých čar, jejichž průměr je až 3 mm. Nejčastěji je problém pozorován na rohových místech a šíření začíná dále podél produktu. Pokud je prostředí příznivé, poškození rychle postihne celý kov.
Akutní. Pokud v prvním případě vidíte čáry, objeví se zde velké tečky, jejichž průměr bude od 2 do 5 mm. Nejprve se objeví pár teček, pak je jich více. Některé se spojí a stanou se mnohem většími. Kov tedy v krátké době ztratí svou pevnost.
Uzavřeno. Tento důlek je umístěn zevnitř kovové fólie. Zde se spojují čáry a tečky. Samotné rozměry jsou navíc mnohem větší – od 5 do 15 mm. Nejedná se o nejběžnější typ poškození. Než dojde k tomuto typu koroze, musí uplynout mnohem více času. Jednou z hrozeb v takové situaci je, že proces poškození bude obtížné zastavit pomocí inhibitorů a dalších prostředků.

Je třeba věnovat pozornost tomu, jaký typ koroze se na kovu objevil a jaká oblast byla zasažena. V tomto případě bude možné pochopit, jak vyřešit problém poškození.

Důvody, které iniciují pitting

Nezbytným předpokladem pro vznik důlkové koroze je často porušení technologie výroby kovů. Například při nedodržení pravidel odlévání se v oceli objevují mikronečistoty a vměstky, které mění normální strukturu. Nekvalitní kov může být příliš porézní nebo se v něm mohou objevit zbytky vodního kamene – to také přispívá k výskytu důlkové koroze.

K důlkové korozi dochází také při použití oceli a jiných kovů v agresivním prostředí: roztoky obsahující oxidační činidla a aktivační anionty (kyseliny chlorovodíkové, dusičné, mořská voda, sloučeniny chloridů).

Další příčiny důlkové koroze jsou:

mechanický náraz vedoucí k třískám, poškrábání a poškození vnější ochranné fólie;
nadměrné vnitřní napětí kovu;
provoz produktu při vysokých teplotách.

Důlková koroze se pravděpodobněji objeví na hrubé nerezové oceli než na hladké, leštěné oceli, takže nerovnoměrná povrchová struktura je také považována za rizikový faktor.

Důlková koroze mědi

Otvory v měděných trubkách mohou být způsobeny korozními částicemi ze starého ohřívače vody. Když vnitřní nádrž začne korodovat, mohou se na vnitřních plochách měděných trubek hromadit ocelové částice. Když se různé kovy dostanou do kontaktu ve vodném roztoku, dochází k elektrolýze, která vede k destrukci povrchu měděných trubek a nakonec ke vzniku průchozích otvorů.

Jediným způsobem, jak tomuto procesu zabránit, je urychleně vyměnit hořčíkovou anodu, která také prodlouží životnost vašeho ohřívače vody.

Přečtěte si více

Proč byste měli ořezávat?

Vlastnosti a vývojový vzor důlkové koroze

Pitting se vyznačuje vysokým průtokem. Pokud se včas nezbavíte drobných závad, může dojít k prorezavění výrobku. Čím vyšší je teplota v místě kovu, tím rychleji bude rezavět.

Důlková koroze se vyvíjí ve třech fázích:

První fází je vznik. Typicky se vyskytuje v oblastech, kde byla narušena ochrana, kde došlo k roztržení pasivního filmu na kovovém povrchu nebo kde je materiálová heterogenita. Poté, co je kyslík vytlačen aktivátorovými ionty, je vrstva oxidu zničena.
Druhým je růst pittingu. Dodržuje zákony elektrochemických reakcí. V důsledku rozpuštění oxidového filmu se anodický proces v místě důlkové koroze zintenzivňuje, zatímco normální povrch se stává katodou.
Třetí je difúzní expanze. V této fázi se korozní prvek pohybuje hlouběji a v blízkosti se mohou tvořit nové rezavé skvrny.

V některých případech se pitting zastaví ve druhé fázi a přejde do fáze repasivace. K tomu dochází, když se reakce posune směrem k pasivaci, například když se změní kyselost média. Pokud důlková koroze postoupila do stadia difúzního růstu, nemůže již vstoupit do repasivace.

Důlková nebo důlková koroze

Takové poškození kovu je bodového charakteru. Je to způsobeno galvanickými procesy, které začínají při nedostatku kyslíku v některých místech produktu. Takové zóny získávají negativní potenciál. Zóny s přebytkem kyslíku získávají pozitivní potenciál. Vznikne tak galvanický pár anoda-katoda a protékající proud způsobí oxidaci kovu. Proces zasahuje do hloubky výrobku a po určité době vede k vytvoření průchozích otvorů. Různé nádoby a potrubí jsou náchylné k takovému poškození.

Důlkový tvar

Z fotografie můžete vidět, že některé prvky mají správný tvar, jiné jsou nepravidelného vzhledu. Přesný tvar závisí na dutinách v krystalové mřížce, které se vytvořily během iniciace důlkové koroze. Nepravidelná důlková koroze se obvykle vyskytuje na hladké (uhlíkové), nízkolegované oceli a nerezové oceli, zatímco správná důlková koroze se vyskytuje na hliníku a různých slitinách. Kromě toho klasifikace důlků podle tvaru vypadá takto:

polokulovité, s lesklým, leštěným dnem;
mnohostěnný;
fasetové, včetně těch propojených;
ve formě komplexních mnohostěnů;
pyramidový;
hranolový.

Leštěné (polokulovité) prvky se často nacházejí na hliníku, tantalu a titanu, stejně jako na slitinách kobaltu a niklu.

Klasifikace důlků

Důlková koroze je klasifikována nejen podle tvaru, ale také podle dalších charakteristik: velikosti, specifik jejího vývoje.

Podle velikosti

V závislosti na přesném složení kovu, podmínkách prostředí (teplota, kyselost) se může velikost důlkové koroze lišit:

Čtěte také: Cementování oceli a nauhličování kovu doma

mikroskopické (mikropitting) – méně než 0,1 mm;
konvenční (pitting) – 0,1-1 mm;
významný (vřed) – více než 1 mm.

Podle specifik vývoje

Pitování může být povrchové, otevřené nebo uzavřené. Prvky povrchové koroze se intenzivně vyvíjejí horizontálně, aniž by ovlivnily hlubší struktury kovu. Způsobují vzhled jasně viditelných mělkých výmolů. Otevřená důlková korekce je viditelná pouhým okem nebo v malé velikosti při zvětšení standardním optickým zařízením. Tento typ rezivění se často změní v úplnou rezivění, pokud se na povrchu začne objevovat mnoho důlků.

Uzavřená koroze je považována za nejnebezpečnější z hlediska další bezpečnosti kovových výrobků. Bez přístrojů to není možné zkoumat, takže prvky prorůstají hlouběji do kovu a zůstávají dlouhou dobu bez povšimnutí. Právě uzavřené důlky způsobují tvorbu děr. Pokud se prvotní známky koroze neodstraní včas, výrobek se stane nepoužitelným.

Přečtěte si více

Proč borůvky mrznou?

Odrůdy

Typ koroze závisí na podmínkách jejího vzniku, tedy od faktorů, které ovlivňují materiál (teplota vzduchu, vlhkost, interakce s agresivními složkami, kyselost).

Tvar, velikost a umístění nádorů závisí na síle a typu nárazu. Jsou tři stupeň zničení:

Mikroskopické od 0,01 do 0,09 mm.
Standardní od 0,1 do 0,9 mm.
Ulcerózní od 1 mm a výše.

V závislosti na umístění existují otevřené a uzavřené důlky. První možnost je jasně viditelná zvenčí.

Nejčastěji po chvíli otevřete postižená místa splynout v jeden celek. Lokalizace léze se zvětšuje. Druhý typ není vizuálně viditelný, lze jej detekovat pouze pomocí speciálních diagnostických zařízení.

Způsoby ochrany proti důlkové korozi

Existuje řada moderních metod prevence koroze a řada z nich se používá již ve fázi výroby automobilu. Avšak kvůli dlouhému používání a neustálému kontaktu s agresivními činidly jsou staré stroje náchylné ke korozi. Důlková koroze se často vyskytuje na různých částech automobilů: ložiska, ozubení převodů a rezavé skvrny na karoserii jsou považovány za běžný jev.

Důlková koroze se často vyskytuje na domácích předmětech, včetně nerezové oceli. K ochraně kovu můžete použít mechanické a chemické metody, z nichž některé jsou vhodné pro nezávislé použití.

Mechanická metoda

Tato metoda zahrnuje tipy na odstranění stávající rzi pomocí broušení, laserového zpracování a také mechanického nanášení bariérových nátěrů (včetně barev). Výběr typu povlaku závisí na typu kovu a jeho provozních podmínkách. Obvykle se používá technika galvanizace nebo niklování, ale v průmyslovém prostředí se také praktikuje chromování, pokovování mědí, stříbrem, hliníkem, cínem a kadmiem. Vytvořený film izoluje kov od okolí a zabraňuje jeho kontaktu s kyselinami, kyslíkem a chlórem, čímž prodlužuje jeho životnost.

V prodeji jsou sady pro svépomocné zinkování kovů. Nejprve se díl očistí od stávající rzi zpracováním pomocí konvertorů. Po půl hodině se výrobky smyjí, výrobek se očistí, vyleští, nanese se vrstva speciálního roztoku a připojí se elektroda se zinkovým hrotem. Po určité době se na kovovém povrchu vytvoří tenký zinkový film, který zabrání rzi v dalším ničení materiálu.

Chemická metoda

Hlavní chemickou metodou, jak se zbavit koroze, je eliminace uzavřeného systému roztoky alkálií, síranů a chromanů. Principem činnosti je snížení kyselosti a posun reakce směrem k alkalické, při které se zastaví korozní procesy. Důležité je pouze kontrolovat uvolňování vodíku, protože tento prvek sám o sobě zvyšuje riziko důlkové koroze.

Úplně eliminovat riziko důlkové koroze v běžném životě bohužel nelze. Existuje pouze šance na oslabení vlivu rizikových faktorů. Je lepší přípravek ihned správně používat a zabránit zvyšování kyselosti prostředí, než prodlužovat jeho životnost o několik let.

Fenomén důlkové koroze

Důlková (důlková) koroze je součástí lokální koroze, která dokáže zničit kov ve velmi krátké době vytvořením velmi hlubokých dutin. Tento typ koroze je považován za jeden z nejnebezpečnějších, protože na rozdíl od obecné koroze není na povrchu materiálu příliš viditelný pouhým okem (šíří se materiálem), a mechanické, optické a elektrické vlastnosti určené pro tato specifická aktivita je snížena působivou rychlostí.

Přečtěte si více

Grónská velryba - popis, umístění, životní styl

Čtěte také: Přírubové spojení ocelových trubek: Technologie práce + Foto a Video

Jev je charakterizován tvorbou lokálních anodických oblastí. Tyto plochy jsou mnohem menší než plocha katody, kterou lze považovat za celý povrch výrobku. Tento typ je podobný korozivnímu galvanickému kontaktu, protože vytváří podmínky pro tok lokalizovaných anodických proudů značné hustoty a tedy rychlého penetračního účinku.

K tvorbě důlkové koroze dochází pouze na určitých typech kovových materiálů, které jsou vystaveny určitým korozním podmínkám. Tyto kovy se nazývají „aktivní-pasivní“ a zahrnují železo, nikl, hliník, hořčík, zirkonium, zinek, měď, cín, slitiny mosazi a nerezové oceli. Korozní proces se aktivuje, když je materiál přítomen v roztocích, které obsahují určité ionty (halogenidy, chloristany atd.).

Pitting je generován ve dvou různých fázích: iniciace a propagace/růst. Ke spouštění dochází, když jsou na kovovém povrchu defekty, jako jsou inkluze sulfidu železa (jinými slovy volné železo) nebo absence/lokalizované protržení pasivní vrstvy, která chrání povrch před jakýmikoli korozivními účinky. Toto poslední tvrzení nelze považovat za obecné pravidlo, protože spouštěč může nastat i při tvorbě adsorbovaných filmů, které způsobují zpomalení obecné koroze a určují podmínky pro důlkovou korozi.

Důvody, které iniciují pitting

K důlkové korozi dochází také při použití oceli a jiných kovů v agresivním prostředí: roztoky obsahující oxidační činidla a aktivační anionty (kyseliny chlorovodíkové, dusičné, mořská voda, sloučeniny chloridů).

Další příčiny důlkové koroze jsou:

mechanický náraz vedoucí k třískám, poškrábání a poškození vnější ochranné fólie;
nadměrné vnitřní napětí kovu;
provoz produktu při vysokých teplotách.

Důlková koroze se pravděpodobněji objeví na hrubé nerezové oceli než na hladké, leštěné oceli, takže nerovnoměrná povrchová struktura je také považována za rizikový faktor.

Vlastnosti a vývojový vzor důlkové koroze

Důlková koroze se vyvíjí ve třech fázích:

První fází je vznik. Typicky se vyskytuje v oblastech, kde byla narušena ochrana, kde došlo k roztržení pasivního filmu na kovovém povrchu nebo kde je materiálová heterogenita. Poté, co je kyslík vytlačen aktivátorovými ionty, je vrstva oxidu zničena.
Druhým je růst pittingu. Dodržuje zákony elektrochemických reakcí. V důsledku rozpuštění oxidového filmu se anodický proces v místě důlkové koroze zintenzivňuje, zatímco normální povrch se stává katodou.
Třetí je difúzní expanze. V této fázi se korozní prvek pohybuje hlouběji a v blízkosti se mohou tvořit nové rezavé skvrny.

V některých případech se pitting zastaví ve druhé fázi a přejde do fáze repasivace. K tomu dochází, když se reakce posune směrem k pasivaci, například když se změní kyselost média. Pokud důlková koroze postoupila do stadia difúzního růstu, nemůže již vstoupit do repasivace.

Důlková koroze – příčiny vzniku

K intenzivní tvorbě rzi dochází, když se kovový výrobek dostane do kontaktu se solnými roztoky a různými chemicky agresivními prostředími.

Přečtěte si více

Velikost přikrývky do novorozenecké postýlky a na propouštění: jaký materiál a výplň je lepší, jak zvolit délku

Musíte pochopit, že důlková koroze jsou přesné vředy, kde byly porušeny výrobní technologie, mechanické poškození vedoucí k mikroskopickým defektům. Pokud byla slitina vyrobena v rozporu s technologií, může obsahovat cizí inkluze a póry, které narušují provoz produktu.

Důležitým důvodem vzniku důlkové koroze je prostředí, ve kterém se materiál používá. Při častých dynamických rázech dochází k narušení strukturální celistvosti kovových zrn, což vede k vnitřní destrukci a šíření korozních procesů.

Čtěte také: Mezikrystalová koroze

Projevy přesných vředů

Abychom lépe pochopili, co je důlková koroze, je nutné porozumět procesu jejího vzhledu a vývoje:

Počáteční fáze nebo iniciace – výše bylo uvedeno, že na místech dříve získaných defektů se tvoří důlky ve formě prasklin, třísek, uvolnění po nárazu atd. Také na povrchu kovu je přirozený ochranný film, který se vlivem okolních faktorů může ztenčit nebo úplně zmizet, což přispívá k rychlejšímu procesu destrukce.
Proces růstu – k růstu dochází v důsledku elektrochemických reakcí a úplného rozpuštění ochranného oxidového filmu.
Od okamžiku svého vzniku se koroze v určitém místě rozvíjí velmi rychle, ale postupem času se její šíření zpomaluje a jde hlouběji do materiálu prvku, aby zcela zničilo kovovou mřížku.

Jsou případy, kdy se pitting nerozvine, ale naopak se zpomalí – proces repasivace. Ale to se může stát pouze v raných fázích vývoje rzi.

Formy důlkového poškození

Uvažujeme-li pečlivěji o důlkování, můžeme si všimnout, že některé body mají pravidelný zaoblený tvar, jiné mohou být: mnohostěny, sjednocené mnohostěny, jehlanové, hranolové. U některých mnohostěnů je pozorováno lesklé dno vředu.

Forma důlkové koroze kovů bude přímo záviset na tvaru částic krystalové mřížky, protože produkty destrukce poškozují krystalovou mřížku materiálu a tvoří se dutiny.

Podle tvaru dírek na výrobku můžete pochopit, z jakého kovu je vyroben.

Důlkový tvar

polokulovité, s lesklým, leštěným dnem;
mnohostěnný;
fasetové, včetně těch propojených;
ve formě komplexních mnohostěnů;
pyramidový;
hranolový.

Leštěné (polokulovité) prvky se často nacházejí na hliníku, tantalu a titanu, stejně jako na slitinách kobaltu a niklu.