korrosjon

Korrosjon, tæring på materialer ved kjemiske eller elektrokjemiske reaksjoner med omgivelsene. Begrepet brukes særlig i forbindelse med metaller og legeringer. Rust er et velkjent eksempel på korrosjon.

I prinsippet innebærer korrosjon hos metaller at positive ioner overflyttes fra metallgitteret til andre plasser i omgivelsene, idet de siste termodynamisk sett er mer stabile.

Korrosjon kan opptre i med metaller, f.eks. jern, Fe, i tørr tilstand under nærvær av f.eks. oksygen i luft ifølge reaksjonen

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

Prosessen katalyseres imidlertid av vann, idet oksygenet da tilføres som luft løst i vann, og korrosjonen foregår mye raskere. Ved våt korrosjon foregår samme nettoreaksjon som ovenfor, men prosessen skjer i to trinn, nemlig Den første reaksjonen er en oksidasjon, idet den frigjør elektroner (e^–) og kalles anodisk reaksjon. Den andre reaksjonen er en reduksjon, idet den forbruker elektroner, og den kalles katodisk reaksjon.

Man snakker tilsvarende om anodisk kontroll og katodisk kontroll, avhengig av om korrosjonshastigheten kontrolleres av den anodiske eller den katodiske reaksjonen. Ved alle korrosjonsprosesser der vann medvirker, kan man skjelne mellom en anodisk og en katodisk reaksjon. De to reaksjonene kan foregå på forskjellige steder på overflaten av det korroderende metallstykket. Egentlig korrosjon foregår ved anodisk reaksjon og på anodiske områder, men den katodiske reaksjonen er likevel en nødvendig del av den samlede korrosjonsprosessen.

Dette innebærer et viktig prinsipp ved korrosjonsbeskyttelse, idet korrosjonen kan stanses eller reduseres ved å stanse eller redusere den anodiske eller den katodiske reaksjonen. Vannets katalyserende virkning ved våt korrosjon skyldes at elektrisk ladde ioner, i eksempelet foran H⁺, kan transporteres i vann. Den katodiske reaksjonen kan dermed foregå på et annet sted enn den anodiske; det vesentlige er at den kan foregå på en ren ikke-korrodert flate, og derfor med stor hastighet, se fig. Det forhold at metaller og legeringer er mer utsatt for våt korrosjon enn andre materialer, skyldes at metallene er elektronledende, hvilket også er en forutsetning for at den anodiske og katodiske reaksjonen skal kunne foregå på forskjellige steder.

I praksis vil korrosjon arte seg på forskjellige måter avhengig av ytre forhold. De mest besværlige former opptrer når de anodiske områdene er små av utstrekning og de katodiske store. Korrosjonen får da form av lokale angrep som skjer med stor hastighet. En slik form er galvanisk korrosjon, som er karakterisert ved at to forskjellige metaller er elektrisk sammenkoblet. Det termodynamisk minst stabile metallet danner da anode, og korroderer med større hastighet jo større overflaten av det andre mer stabile metallet er.

Når korrosjonen foregår under samtidig virkning av mekaniske spenninger, opptrer spenningskorrosjon og korrosjonsutmatting. Korrosjonen tar da form av sprekker som vokser vinkelrett på spenningsretningen med en hastighet som både er avhengig av spenningen og miljøet (elektrolytten) og av materialet. Spesielt korrosjonsutmatting er av stor betydning for dimensjonering av offshorekonstruksjoner, som står neddykket i sjøen og er under kontinuerlig påvirkning av krefter fra bølger, strøm og vind.

De økonomiske tap som følge av korrosjon er meget store. Undersøkelser i flere industriland viser at korrosjon ødelegger verdier for svært store beløp; i tillegg kommer skader på mennesker og materiell som er indirekte følger av korrosjonsulykker. De forskjellige former for korrosjon har derfor store økonomiske konsekvenser.