Korozija je jedan od najčešćih procesa propadanja metalnih predmeta, ali njen nastanak nije jednostavno posledica toga što je metal „pokisao“. U pitanju je skup hemijskih i elektrohemijskih reakcija koje zavise od vrste metala, vlage, kiseonika i sastava sredine u kojoj se predmet nalazi.
Šta se događa kada metal počne da korodira
Korozija je postepena promena metala koja nastaje kada on reaguje sa supstancama iz okoline. Kod mnogih predmeta najvažniju ulogu imaju kiseonik i voda, ali proces mogu ubrzati so, kiseline, zagađivači i druge hemijske materije. Metal tada više nije potpuno isti kao na početku, jer njegovi atomi učestvuju u reakcijama koje stvaraju nova jedinjenja na površini.
Najpoznatiji primer je rđa na gvožđu i čeliku. Kada je metal izložen vlazi i kiseoniku, na njegovoj površini počinju elektrohemijske reakcije. Deo gvožđa prelazi u jone, dok se kiseonik uz prisustvo vode uključuje u druge reakcije. Vremenom nastaju različiti oblici oksida i hidroksida gvožđa koje prepoznajemo kao crvenkastu ili braon rđu.
Korozija zato nije samo površinska promena boje. Ako se proces nastavi, materijal može postepeno gubiti deo svoje mase i mehaničke čvrstoće. Kod tankih limova, cevi, spojeva i drugih opterećenih delova to može postati ozbiljan problem, jer se promena koja je u početku jedva vidljiva vremenom širi dublje u konstrukciju.
Zašto su voda i kiseonik toliko važni
Sama prisutnost vode ne znači da će svaki metal odmah početi da propada. Voda je važna zato što omogućava kretanje jona i pomaže odvijanju elektrohemijskih reakcija na površini. Čak i tanak sloj vlage koji se zadrži na predmetu može biti dovoljan da se napravi sredina u kojoj korozija može da napreduje.
Kiseonik iz vazduha učestvuje u reakcijama na delu metalne površine koji se ponaša kao katodno područje. Istovremeno, drugi deo može postati anodno područje na kojem metal gubi elektrone. Između tih područja odvija se električni tok kroz metal, dok se joni kreću kroz vlažni sloj na površini. Upravo zbog toga korozija često ima složeniji tok nego što izgleda na prvi pogled.
Kako so i druge materije ubrzavaju proces
So može znatno ubrzati koroziju jer rastvor sa jonima bolje provodi električnu struju nego čista voda. Zbog toga elektrohemijske reakcije na metalu mogu lakše da se odvijaju. To je jedan od razloga zbog kojih se metalni delovi automobila, bicikala i drugih predmeta mogu brže oštetiti kada su često izloženi slanoj vodi ili soli sa puteva.
Problem mogu predstavljati i kiseline, baze, industrijski zagađivači i određene hemikalije. Njihov uticaj zavisi od konkretnog metala i koncentracije materije kojoj je predmet izložen. Korozija se zato ne razvija istom brzinom u svakoj sredini, čak ni kada dva predmeta izgledaju potpuno isto i napravljena su od istog metala.
Važna je i geometrija predmeta. Udubljenja, spojevi, ogrebotine i mesta na kojima se zadržava voda mogu postati povoljne tačke za početak ili ubrzavanje procesa. Ako se vlaga dugo zadržava između dva dela, površina se teže suši, pa reakcije mogu trajati duže nego na delu koji je stalno izložen suvom vazduhu.
Zašto različiti metali ne korodiraju na isti način
Gvožđe je posebno sklono stvaranju rđe, dok drugi metali imaju drugačije ponašanje. Na primer, aluminijum veoma brzo formira tanak sloj oksida koji može usporiti dalju reakciju. Taj zaštitni sloj je kompaktan i prianja uz površinu, pa se proces ne nastavlja na isti način kao kod gvožđa kod kojeg rđa ne štiti metal dovoljno efikasno.
Nerđajući čelik takođe može imati visoku otpornost jer na njegovoj površini nastaje veoma tanak pasivni sloj bogat hromom. Njegova stabilnost zavisi od uslova sredine, pa ni ovaj materijal nije apsolutno zaštićen. Oštećenja, određene hemikalije i dugotrajna izloženost nepovoljnim uslovima mogu dovesti do lokalnih oblika korozije.
Kako se korozija može usporiti
Zaštita metala najčešće se zasniva na tome da se prekine ili uspori kontakt sa vodom i agresivnim materijama. Boje, premazi, ulja i različiti zaštitni slojevi mogu odvojiti metal od okoline. Kod nekih proizvoda koristi se i pocinkovanje, pri kojem sloj cinka štiti čelik, dok kod drugih materijala sastav same legure obezbeđuje veću otpornost.
U svakodnevnoj upotrebi mnogo znači i jednostavno održavanje. Metalne površine treba očistiti kada na njima ostanu so, prljavština ili hemijske materije, a vlagu ukloniti kada postoji mogućnost njenog dugog zadržavanja. Ako se pojavi početna promena na nezaštićenom delu, pravovremeno čišćenje i obnova zaštitnog sloja mogu sprečiti da korozija zahvati veću površinu.
Zato nastanak korozije nije jedan trenutni događaj, već proces koji zavisi od metala i sredine u kojoj se nalazi. Što su duže prisutni vlaga, kiseonik i povoljni uslovi za elektrohemijske reakcije, veća je mogućnost da će se promena razvijati. Razumevanje tih uslova pomaže da se metalni predmeti pravilno zaštite i da se njihova upotrebljivost produži.
U nekim slučajevima proces je vidljiv kao promena boje ili pojava naslaga, dok kod drugih metala površina može dugo izgledati gotovo nepromenjeno. Zato izgled metala nije uvek pouzdan pokazatelj njegovog stvarnog stanja. Posebno je važno obratiti pažnju na spojeve, šupljine i oštećene premaze, jer se upravo tamo vlaga može zadržavati duže. Kada se korozija razvija ispod zaštitnog premaza, problem može ostati neprimetan sve dok se ne pojave mehurići, ljuštenje ili vidljivo oštećenje.
