Corrosie (roest) - Waarom metalen roesten

Door Aicha1968 gepubliceerd.

Onbeschermd metaal wordt door roest en andere vormen van corrosie aangetast. Het kan meestal wel voorkomen worden, maar volledige bescherming is vaak te kostbaar.

Roest

De roodbruine roest op ijzer en staal is de meest voorkomende vorm van corrosie. Ongeveer 20% van het ijzer dat per jaar wordt geproduceerd, wordt gebruikt om onderdelen te vervangen die zijn aangetast door roest. Ondanks de snelheid waarmee roest zich vormt, worden ijzer en staal toch op grote schaal gebruikt, hoofdzakelijk omdat het zeer sterke en relatief goedkope materialen zijn

Reacties

Corrosie vindt meestal plaats omdat de onbehandelde metalen oppervlakken chemisch reageren met stoffen in de atmosfeer. IJzer reageert met zuurstof en water en zo vormt zich de roodbruine verbinding die bekend staat als gehydrateerde ijzeroxide. Ook in water treedt roestvorming op, omdat er meestal voldoende opgeloste zuurstof aanwezig is om het chemische proces te laten plaatsvinden.
Door roest kunnen constructies ernstig verzwakken, maar meestal ziet het er erger uit dan het is. Dit komt doordat de hoeveelheid ijzeroxide groter is dan de hoeveelheid ijzer die door de corrosie vernietigd is. De meeste andere metalen corroderen ook. Kalium en natrium reageren zo heftig met water, dat ze in olie opgeslagen moeten worden om te voorkomen dat ze door vocht uit de atmosfeer vernietigd worden.

Sommige gebouwen hebben een koperen koepeldak met een lichtgroen laagje kopersulfaat. Dit vormt zich langzaam als het koper chemisch reageert met zuurstof en vocht en de vervuilende stof zwaveldioxide.  Zilver corrodeert niet gemakkelijk in schone lucht, maar vervuilende zwavelhoudende stoffen tasten het metaal aan, waardoor het bedekt wordt met een laagje zwarte zilversulfide. Daardoor verkleuren zilveren voorwerpen en is het nodig ze te poetsen. 

 

 

Goud en platina worden niet door de atmosfeer en vervuilende stoffen aangetast. Goud is al heel lang een geliefd metaal voor decoratieve accessoires, omdat het niet roest. Het behoudt daarom zijn glans, hoe lang het ook aan de atmosfeer wordt blootgesteld.

 

Zelfbescherming

Ook al corroderen metalen snel, toch kunnen ze nuttig zijn voor dagelijkse voorwerpen. Aluminium wordt bijvoorbeeld veel gebruikt om pannen en andere voorwerpen te maken. Dit metaal corrodeert snel als het aan lucht blootgesteld wordt. Het dunne, maar sterke laagje oxide dat zich al snel op het metaal vormt, beschermt het echter tegen verdere aantasting. Als dit laagje beschadigd wordt, vormt zich vrijwel meteen een nieuw laagje oxide.

Alternatieve materialen

In gevallen waar de corrosie van een bepaald materiaal een probleem kan opleveren, wordt soms een alternatief materiaal gebruikt. Soms worden bijvoorbeeld koperen in plaats van stalen schroeven gebruikt. Hoewel koper geleidelijk aan wel zijn glans verliest en een dof laagje krijgt, ziet dit er niet onaantrekkelijk uit en is het zeker te verkiezen boven de poedervormige roest die zich vaak op staal vormt. Als onderdelen echter bijzonder stevig met bouten aan elkaar vastgezet moeten worden, is er geen goed alternatief voor staal, want staal is beter tegen zeer hoge druk bestand dan andere materialen. Dan wordt een roestbestendige legering van het metaal gebruikt. Zo worden sommige onderdelen op schepen van roestvast staal gemaakt. Dit is buitengewoon sterk en, in tegenstelling tot gewoon staal, zeer roestbestendig.

Roestvast staal wordt veel gebruikt voor spoelbakken. Zout en zuren in azijn, vruchtensappen en andere voedingsstoffen tasten het staal niet aan en er is geen afwerklaag die kan krassen of schilferen. De meest algemene soort roestvast staal bevat 18% chroom, 8% nikkel en 0.08% koolstof. De rest is ijzer. Deze legering wordt 18-8 roestvrij staal genoemd.

 

Deklagen

Voor veel toepassingen zijn speciale legeringen te duur, daarom wordt er vaak een goedkopere oplossing gevonden, namelijk door het basismateriaal te voorzien van een corrosiebestendig laagje. De eenvoudigste bescherming van stalen voorwerpen tegen roest is een laagje olie. Stalen schroeven, bouten, moeren en gereedschappen worden vaak direct na de fabricage met een olielaagje bedekt, zodat ze niet gaan roesten als ze in een vochtige omgeving opgeslagen worden. Olie is bedoeld als tijdelijk beschermlaagje en kan gemakkelijk verwijderd worden. Vet waarmee de onbehandelde stalen onderdelen worden ingesmeerd geeft langduriger bescherming. Vet is geschikt voor bewegende onderdelen, waar het tegelijk zorgt voor een soepele werking van de machine. Een nadeel is dat stof en vuil zich aan het vet hechten, waardoor het al gauw een smeerboel wordt. Dit is misschien niet erg in een machine, maar in het algemeen is het handiger onbehandelde ijzeren en stalen onderdelen een verflaag te geven.

Verf geeft een uitstekende bescherming, maar door beschadiging van de verf kunnen zuurstof en vocht het metaal binnendringen en het corrosieproces op gang brengen. Dit kan zich uiteindelijk onder de gave verflaag uitbreiden en veel schade veroorzaken.

 

 

 

 

Elektrolytisch behandelen van metaal

Metaal wordt vaak via een elektrolytische behandeling bedekt met een dun laagje van een ander metaal. Dit wordt gedaan als bescherming tegen corrosie. Het proces bestaat uit het laten lopen van een elektrische stroom door een chemische oplossing via twee elektroden. Het te behandelen voorwerp wordt gebruikt als de negatieve elektrode, en de positieve elektrode bestaat uit het op te brengen metaal. Elektrochemische processen die plaatsvinden als de stroom loopt, zorgen ervoor dat het op te brengen metaal op het voorwerp wordt neergeslagen.

 Zo worden bijvoorbeeld sommige stalen onderdelen van auto’s en motoren elektrolytisch voorzien van een laagje nikkel en chroom. Deze combinatie voorkomt dat het staal gaat roesten en zorgt voor een harde, fraaie afwerklaag. Veel stalen onderdelen die voor constructies gebuikt worden, zoals moeren en bouten, draad, plaatmetaal en draagbalken, worden voorzien van een laagje zink. Dit proces wordt galvaniseren genoemd en geeft een laagje dat alleen bedoeld is als bescherming tegen roest.
 

12/01/2017 07:47

Reacties (0) 

Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert