Korrosioon - ettevõtte nähtamatu vaenlane

Pilt on tehtud Tartu Ülikooli Füüsika Instituudis skaneeriva elektronmikroskoobiga.
Pilt on tehtud Tartu Ülikooli Füüsika Instituudis skaneeriva...

Korrosioon ehk materjalide hävimine või nende oluliste omaduste halvenemine keskkonnamõjude toimel on paljude ettevõtete igapäevane probleem. Kuidas materjalid korrodeeruvad ja milliseid eluvaldkondi see nähtus puudutab?

Nimelt peab ettevõte tagama, et nende toode suudaks kuni kõige pisema detailini täita oma funktsiooni ettenähtud garantiiperioodi jooksul. Keerukamad seadmed on aga alati valmistatud erinevatest materjalidest ehk metallidest, polümeeridest, keraamikast, komposiitidest, mis kõik korrodeeruvad erinevalt.

Keskkond mõjutab. Kuigi kõik materjalid korrodeeruvad erinevalt, on teada umbes 15 erinevat korrosioonivormi, millest tuntumad on üldine ning galvaaniline korrosioon.

Korrosiooni kulgemise kiirust ja iseloomu mõjutavad seejuures üsna mitmed tegurid: materjal, keskkond, temperatuur, kiirgus, mehaanilised interaktsioonid. Näiteks on autode kiire roostetamine meie kliimas üsna tavaline nähtus ning see on enamasti tingitud talvisest teede soolamisest, kus soolane vesi auto metallist detailidega kokku puutub ja neid tugevalt kahjustab.

Ohtlikum elektroonika puhul. Hõbedast ehete tuhmumise korral on samuti tegu korrosiooniga, mille korral moodustub hõbeda pinnale tumedam hõbesulfiidi kiht. Antud juhul on aga probleemiks pigem esteetilise välimuse kadumine. Palju ohtlikum on hoopis elektrooniliste seadmete korrosioon, kuna gaasilised korrodeerivad ained tungivad üsna kergesti läbi korpuses olevate pragude ja muudavad seadme ootamatult kasutuskõlbmatuks.

Kui tegu on nutitelefoni või sülearvutiga, siis saame endale vajadusel uue osta, aga kui selline rike esineb lennumasinal, siis võivad tagajärjed märksa traagilisemad olla. Eriti hästi peab seejuures kaitstud olema kosmosetehnika, sest isegi kosmilise vaakumi tingimustes on piisavalt palju kiirguse toimel tekitatud atomaarset hapnikku, mis on koheselt valmis kaitsmata elektroonika detailidega reageerima.

Terasest kruvid kiirendavad roostetamist. Kui puhaste metallide korral on korrosioon veel üsna kergesti uuritav, siis kombineeritud materjalide, metallisulamite, polümeeride, komposiitmaterjalide korral on see märksa keerukam. Näitena võib siin tuua alumiiniumist raami, mis on kokku kruvitud terasest kruvidega. Üsna lühikese aja möödudes aga kukuvad kruvid raami seest välja ja konstruktsioon kukub kokku. See on tingitud väga kiiresti kulgevast galvaanilisest korrosioonist, mis esineb, kui erineva aktiivsusega metallid omavahel kokku puutuvad. Sellisel juhul esineb aktiivsema metalli intensiivne korrosioon – terasest kruvid kutsuvad esile alumiiniumist raami kiire roostetamise.

Suuremate seadmete konstrueerimisel saab seda arvestada ja sobivaid materjale kasutada, kuid metallisulamite korral võib probleem veelgi keerukam olla. Näiteks on osad autode ja lennukite detailid valmistatud kergest ja tugevast materjalist nimega duralumiinium, mis onolemuselt alumiiniumi ja vase sulam.

Teeb tugevaks, aga ka hävitab. Õige termilise töötluse tulemusena moodustuvad sulami sisse mikroskoopilised vaserikkad kristalliidid, mis annavadki sulamile suurepärased mehaanilised omadused. Samas aga kutsuvad needsamad kristalliidid sulami pinnal esile intensiivse lokaalse galvaanilise korrosiooni, kus alumiiniumirikkam maatriks hakkab kristalliitide ümbert keskkonnast tulenevate kloriidioonide toimel kiiresti hävima.

Kuna sulami pind on veel kaetud ka naturaalse oksiidikihiga, mis ei lase ümbritseval alumiiniumil ühtlased hävida, siis kulgeb korrosioon väga lokaalselt ja selle tulemusena tekivad sügavale materjali sisemusse kulgevad mikroskoopilised “koobastikud”. Seda nähtust nimetatakse punktkorrosiooniks ja duralumiiniumi pinnal seda eriti näha ei olegi kuna “koobaste” avad on esialgu väga väikesed ja võivad olla korrosiooniproduktide all peidus.

Oht ootamatult puruneda. Kui alumiiniumisulam on aja möödudes seest urbseks korrodeerunud, siis võib see viia materjali ootamatu purunemiseni ning ohustatud võivad olla ka inimelud.

Eelnevad korrosioonivormid jätavad nii mõnegi külmaks. Kui aga olete eakam ja kopsakama rahakotiga ning plaanite asendada väljalangenud hambad uute titaanist hambaimplantaatidega, loodate, et need elu lõpuni oma funktsiooni täidavad. Lühema eluea jooksul võib see isegi tõsi olla, neil, kellel on au kauem elada, on aga umbes 10–20 aasta möödudes võimalus ka tutvuda hambaimplantaadi korrosiooniga. Nimelt puutub implantaat igemete taandumisel kokku süljega, mis võib üsna happeline olla ja see põhjustab implantaadi korrodeerumist. Koosmõjus närimisega võib korrosioon viia ka implantaadi purunemiseni.

Sobiv ennetus pikendab toodete eluiga. Kuigi korrosioon lühendab oluliselt toodete eluiga, on sageli võimalik just sobivate korrosiooniennetusmeetodite abil leida probleemile üsna soodne ja praktiline lahendus.
Just selliste probleemidega tegelevad ka Tartu Ülikooli kiletehnoloogia labori materjaliteadlased, kes just hiljuti aitasid leida lahendust laeva reelingute korrosiooni probleemile, kus partneriks oli Metallieksperdid OÜ. 

Osale arutelus

  • Maido Merisalu, Tartu Ülikooli Füüsika Instituudi kiletehnoloogia labori insener, doktorant

Toetajad

Jälgi Tööstusuudiseid sotsiaalmeedias

RSS

Toetajad

Statistika

Arvamused ja blogid

Valdkonna töökuulutused

HILTI is looking for a SALES REPRESENTATIVE

Manpower OÜ

03. november 2017

Tööstusliidrid

Teabevara