Korroosio-Suomi sanakirja

Tervetuloa Leion Oy:n sähkökemiallisten menetelmien infosivuille !

Sisältää sähkökemiaan liittyviä termejä ”selkokielellä” selostettuna.

Anodi:
Anodi on mm. korroosiovirtapiirin se kohta/elektrodi jossa metalli liukenee luovuttaen elektronin. Anodi on myös katodisen suojauksen + napa, joka syöttää suojavirtaa, tällöin anodi joko syöpyy itse tai ei, riippuen järjestelmästä. Helppo muistisääntö siitä kumpi syöpyy, anodi vai katodi on seuraava:
”Anodi antaa ja katodi kaappaa” , eli anodi syöpyy. Sähköhenkilöt ovat keksineet anodille muutakin käyttöä, johon ei tässä puututa.

Anodinen alue:
Anodiseen suuntaan polarisoitunet alue esim metallin pinnassa.

Anodinen suojaus:
Suojausmenetelmä, katodisen suojauksen ”vastakohta”, joka perustuu siihen, että tietyissä olosuhteissa metallin pinnan normaalia passivoitumista voidaan vahvistaa ja ylläpitää sähköisellä suojauksella, jonka napaisuus on päinvastainen kuin katodisessa suojauksessa. Kohteen pintapotentiaalia ”nostetaan” anodiseen suuntaan, passiivialueelle. Tyypillisiä kohteita ovat esim. rikkihapposäiliöt, joissa halutaan hapon pysyvän puhtaana säiliöstä liukenevasta raudasta. Anodinen suojaus kuuluu sarjaan ”älä kokeile tätä kotona”.

Anti-fouling (Antifouling): Kasvustonesto
Joutavat pikkueliöt (Fouling) kertyvät varsinkin merivesikierroissa putkien ja lämmönvaihtimien pinnoille tukkien niitä, tai ainakin heikentäen vaihtimen tehoa. Foulingista pääsee eroon Leion Anti-Fouling järjestelmällä.

Betoni:
Itse betonia ei voi suojata sähköisesti, mutta betoniteräkset voidaan ja suojataankin katodisella suojauksella.

EX-Alue:
Katodinen suojaus voidaan toteuttaa mainiosti myös räjähdysvaarallisiin (EX-)tiloihin. Esimerkiksi monet kaasu- ja öljysataman rakenteet on katodisesti suojattu. Myös teollisuudesta on paljon esimerkkejä mm. säiliöiden ja reaktoreiden korroosionestosta katodisen suojauksen avulla.

Faradayn laki:
Kuuluisa tiedemies laskeskeli, paljonko sähkövirta liuottaa metallia anodilla, kaava löytyy joka kirjasta, mutta hyvä nyrkkisääntö liukenemiselle on, että ”ampeeri/vuosi/10 kg rautaa”. Eri metalleilla erilainen ja liukenevan metallin varausluku ”arvo” voi vaihdella.

Galvaaninen jännitesarja:
Ilmaisee metallien ”jalous”-järjestyksen. Mikäli kaksi jalousarvoltaan erilaista metallia kytketään toisiinsa esim vedessä, jalompi säilyy, epäjalompi syöpyy. Jotta asia ei olisi liian yksinkertainen, materiaalien ranking vaihtelee eri väliaineessa ja lämpötilassa, (miksi lämminvesiputkia ei kannata tehdä sinkitystä teräsputkesta, mutta kylmävesiputkia kyllä ?).

Ilmasto-olosuhteet, maaperä, vesi:
Suomen ilmasto aiheuttaa erityispiirteitä paitsi itse korroosiolle sinänsä, myös käytettävälle korroosionestotekniikalle. Murtovedessä esim elektrodien mitoitus on aivan toisenlainen kuin valtamerissä. Lisäksi kylmä ilmasto rasittaa laitteita, -30 asteen pakkanen voi olla haaste eteläisestä Euroopasta tuotetulle tavaralle.

Inhibiitit:
Kemikaaleja, jotka jo pieninä annoksina lisättynä esim vesikiertoihin pienentävät korroosiota. Inhibiiteillä lienee yksi parhaita hinta/hyöty-suhteita korroosionestotekniikassa, eli pienellä rahalla säästetään suuria summia korroosiokustannuksia.

Katodi, katodinen suojaus:
Koko homman ydin. suojattava kohde, putki, vene, satama, betoniteräs, laiva, säiliö, Saimaan kanavan sulut, yms. kytketään suojavirtapiirin ”–”napaan eli katodiksi, siitä koko systeemin nimi; katodinen suojaus.
Katodinen suojaus voidaan toteuttaa joko ulkoisen virtalähteen menetelmällä (ICCP), tai uhrautuvilla anodeilla.

Kloridit:
Pieni ja vikkelä ioni, joka kiusaa laivoja, satamia, siltoja, parkkitaloja, uimahalleja. Erittäin tehokas korroosion kiihdyttäjä.

Korroosio ja sen estäminen, toimittanut M.H. Tikkanen v. 1960:
Eräs korroosioalan perusteos.

Laivasuojaus, laivojen korroosio:
Ennakkotiedoista poiketen laivasuojaus ei ole Leion Oy:n keksintö. Käytettiin tiettävästi ensimmäisen kerran, kun puiset sotalaivat vuorattiin kuparilla foulingin estämiseksi (kts anti-fouling). Homma toimi muuten, mutta rautaiset naulat liukenivat ennätysajassa, klassinen pieni-anodi-suuri-katodi tapaus. Asialle tehtiin jotakin ja Englanti säilyi johtavana merivaltiona. Ensimmäinen ”varsinainen” laivasuojaus tehtiin USA:sa noin 60 vuotta sitten, kun satamassa olevia laivoja suojattiin sähköisesti. Menetelmälle keksittiin nokkela suomennus: ”Keinonaftaliini tai Elektroninaftaliini”. Nykyaikaisempi menetelmä suojata myös liikkuvan laivan runko ja pienentää polttoaineen kulutusta on hankkia Leion laivasuojaus.

Lämmönvaihtimien korroosio:
Lämmönvaihdin, varsinkin perinteinen tuubiputkivaihdin, on altis korroosiolle. Korroosiota kiihdyttää paitsi itse vesi, myös tuubiputken ja –levyn jalousero, sekä iskukorroosio putkien päissä.
Korroosio-ongelma voidaan ratkaista esim. materiaalin vaihdolla (SMO, Titaani), mutta halvempi keino on katodinen suojaus ja/tai raudan sähköinen liuotus, ”Iron injection”.

Maakaasuputki, vesiputki, teräs maaperässä :
Maaperän korroosioagressiivisuus vaihtelee maalajien mukaan, yleensä arvokkaat maanalaiset rakenteet, kuten kaasuputket, runkovesiputket ja kaasusäiliöt suojataan katodisesti. Maaperän vaikutusta korroosioon voidaan tutkia ja valita kuhunkin tarkoitukseen sopiva suojausmenetelmä. Korroosionehkäisy voidaan toteuttaa materiaalivalinnoilla, pinnoituksella ja katodisella suojauksella.

Metallien korroosio ja sen estäminen:
Metallien korroosio perustuu materiaalin taipumukseen pyrkiä palautumaan alkuperäiseen, vähän energiaa sisältävään hapettuneeseen tilaan, kyseessä on siis luonnonlaki.
Korroosion estäminen voidaan toteuttaa poistamalla jokin korroosionvirtapiirille välttämätön osatekijä.
Keinojat ovat esim:

Elektrolyytin (~veden) poistaminen tai muuttaminen esimerkiksi inhiboimalla
Estämällä metallin ja elektrolyytin kontakti, maalaus, pintakäsittely
Katkaisemalla sähköä johtava yhteys anodin ja katodin välillä
Katodinen tai anodinen suojaus

pH:
Tärkeimpiä muuttujia korroosioasioissa, vaikuttaa kaikkialla ja kaikkeen. Tästä ei voi kertoa lyhyesti. Olennainen tekijä kaikissa koroosioreaktioissa.

Pourbaix, Marcel:
Belgialainen tiedemies kehitteli nimeään kantavan potentiaali vs. pH-piirroksen, joka on näppärä tapa esittää korroosioreaktioiden tasapainopiirroksia, Pourbaix-diagrammi.

Satamien korroosio:
Satamien rakenteet ovat varsin alttiita korroosiolle, meriveden vaikutus, sekä talvisin liukkauden torjunta (kts. tiesuolat) lisäävät korroosioriskiä. Satamat ovat tärkeitä yhteiskunnallisia rakenteita, joiden elinikä mitoitetaan hyvin pitkäksi. Katodista suojausta käytetään suojamaan betoni- ja teräsrakenteita, ponttiseiniä ja pilareita sekä kelluvia laitureita.

Sähköflokkaus (~Electrochemical Flocculation): Eräs sähkökemian sovellus, jossa vaikutetaan elektrolyytissä olevien partikkelien käyttäytymiseen. Soveltuu esim selkeyttimiin, joissa menetelmällä voidaan korvata ns. flokkauskemikaalien esim rautasulfaatin käyttö.

Sähköinen saostuman esto:
Sähkökemiallinen menetelmä, jossa tasavirran avulla vaikutetaan elektrolyytissä olevan pinnan puhtaana pysymiseen.
Reaktorin rakenteet voidaan pitää puhtaana sähkökemiallisesti ja näin tehostaa prosessia ja vähentää puhdistusseisakkeja.

Sähkökemiallinen korroosio:
Määritelmä korroosiotapahtumasta, johon luetaan osatekijöiksi mm. sähköä johtava liuos, elektrolyytti, elektrodireaktio ja metallinen yhteys anodin ja katodin välillä.
Periaatteessa kaikki korroosio on sähkövirtaa ja tästä syystä myös ehkäistävissä sähkövirran avulla, ainakin teoriassa.

Tiesuola:
Natrium- tai kalsiumkloridia, käytetään liukkauden torjuntaan tai pölynsidontaan. Tiesuolan kloridi kiihdyttää ankarasti korroosiota. Paitsi Ladan helmapellit ovat vaarassa, vikkelä kloridi-ioni tunkeutuu betonin läpi ja kerääntyy betoniteräksen ympärille vaikkapa silloissa ja parkkitaloissa. Tiesuolan käyttö myös kuormittaa pohjavesiä.

Vertailuelektrodi:
Eräänlainen potentiaalianturi, joka mittaa välillisesti tutkittavan/suojattavan rakenteen pintapotentiaalia väliaineessa. Vertailuelektrodi valitaan ovelasti siten, että se pystyy pitämään vakiopotentiaalin kyseisessä liuoksessa. Voi olla liikuteltava, joita käytetään tutkimuksissa ja säädöissä, tai kiinteästi asennettu.
Yleisimpiä tyyppejä ovat Cu/CuSO4 pääasiassa maaperään, Ag/AgCl (meri)veteen, prosessivesiin ja betoniin, Zn meriveteen jne. Laboratoriotutkimuksissa käytetään usein herkkää Calomel-elektrodia, joka ei sovellukaan käytännön sovelluksiin.
Tunnettuja valmistajia ovat mm: Force Technology A/S Tanskassa (betoni), Tinker&Rasor USA:ssa (maaperä) ja Leion Oy (betoni, maaperä, meritekniikka, teollisuuuden kohteet) Suomessa.

lisää sisältöä tulossa …