Korrosjon, oppløsning av metalliske materialer (metaller og legeringer) hovedsakelig på grunn av spontane elektrokjemiske reaksjoner. Rust er et folkelig begrep om produktet av korrosjon av jern.
Korrosjon skjer ofte fordi det er gunstig energimessig at metaller danner mer stabile forbindelser som for eksempel oksider eller hydroksider. Det er en tendens til at fabrikerte materialer går tilbake til sin originale tilstand slik de finnes i naturen.
Rene mekaniske faktorer som løser opp materialer regnes ikke som korrosjon, men mekanisk påvirkning kan gi opphav til spesielle korrosjonsformer, som for eksempel spenningskorrosjon.
Korrosjon har store økonomiske konsekvenser i moderne samfunn. Det er derfor viktig å benytte gode metoder for korrosjonsbeskyttelse sammen med fornuftige valg av materialer.
Typer korrosjon
Allmenn korrosjon (våt korrosjon, elektrolytisk korrosjon)
Den vanligste formen for korrosjon skjer når metaller er i kontakt med vann.
Ved korrosjon av jern i kontakt med vann vil følgende oksidasjonsreaksjon kunne skje:
Fe → Fe2+ + 2e-
Samtidig skjer det en reduksjonsreaksjon som i de fleste tilfeller vil være utvikling av hydrogengass eller reduksjon av oppløst oksygen som kommer fra luft:
2H+ + 2e- → H2
1/2O2 + 2H+ + 2e- → H2O
Eventuelt kan toverdig jern oksideres videre etter følgende reaksjon:
Fe2+ + 3/2H2O → 1/2Fe2O3 + 3H+ + e-
Allmenn korrosjon gir ofte tilnærmet jevn oppløsning over hele overflaten som er i kontakt med vann. Rust kan i praksis være en blanding av fast jernoksid (Fe2O3) og løselig jernhydroksid (Fe(OH)3). Hvilke korrosjonsprodukter som dannes vil i stor grad være avhengig av pH-verdien i vannet. I noen tilfeller vil dannelse av oksider kunne gi beskyttelse mot videre korrosjon ved passivering av overflaten. Dette gjelder i høy grad aluminium som danner et tynt sjikt av aluminiumoksid (Al2O3) ved kontakt med luft.
Lokalisert korrosjon (punktkorrosjon, pittingkorrosjon)
Denne formen for korrosjon er utbredt for metaller som danner oksidsjikt. Dersom små deler av det beskyttende oksidsjiktet løses eller blir borte, kan korrosjon starte i disse punktene. Dette er en viktig korrosjonstype spesielt for aluminiumlegeringer.
Spaltkorrosjon er en form for lokalisert korrosjon som oppstår i spalter hvor oksygen ikke slipper til. Dette vil forhindre dannelse av et beskyttende oksidsjikt.
Galvanisk korrosjon
Denne korrosjonsformen skjer dersom to ulike metaller er i kontakt og er omgitt av elektrolytt. Det mest uedle metallet vil virke som en anode og løses elektrokjemisk, mens det skjer en reduksjonsreaksjon på overflaten av det edlere metallet.
En vurdering av muligheten for galvanisk korrosjon kan gjøres ved å se på plassering av ulike elektrodereaksjoner i spenningsrekken.
Spenningskorrosjon
Spenningskorrosjon oppstår som følge av mekanisk belastning. Dette kan gi sprekkdannelser og føre til store ødeleggelser av metalliske materialer.
Beslektede korrosjonsformer hvor det foregår mekanisk påvirkning og elektrokjemiske reaksjoner er erosjonskorrosjon og utmattingskorrosjon.
Atmosfærisk korrosjon
Oksygen i luft kan reagere direkte med metall og føre til korrosjon. For jern eller stål kan følgende reaksjoner skje:
Fe + 3/4O2 → 1/2Fe2O3Fe + 2/3 O2 → 1/3Fe3O4
Korrosjonen skjer vanligvis langsommere i luft sammenlignet med våt korrosjon.
Korrosjonsbeskyttelse
På grunn av de store kostnadene og i noen tilfeller store ulykker som korrosjon forårsaker, er det avgjørende å benytte gode metoder for begrense korrosjonen. I noen tilfeller er det viktig å unngå fuktighet.
Belegging av metall med et annet metall eventuelt maling eller annen overflatebehandling er hyppig brukte metoder for å begrense korrosjon.
Katodisk beskyttelse kan oppnås ved bruk av offeranode eller ved å påtrykke strøm med en hjelpeelektrode. Dette kan eliminere korrosjon, men krever en viss overvåking.
Anodisk beskyttelse går ut på å påtrykke et potensial for å produsere et bekyttende oksidsjikt på metalloverflaten.
Tilsats av såkalte inhibitorer til vannløsningen kan også benyttes for korrosjonsbeskyttelse.
I tillegg vil det være aktuelt å optimalisere design av konstruksjoner og foreta riktig valg av materialer. Korrosjonsovervåking kan også bidra til begrense følgene av korrosjon, spesielt i forbindelse med offshoreaktivitet.
