Corrosie: Alles wat belangrijk is in één oogopslag

Laatst bijgewerkt op januari 21, 2022 door Energiebesparen

Iedereen die ooit roest heeft verwijderd, is al bekend met corrosie in ijzer. Maar niet alleen ferrometalen kunnen corroderen. Daarom moet elke doe-het-zelver en vakman weten hoe om te gaan met corrosie en deze te voorkomen.

Wat is roest en wat is corrosie?

Het woord corrosie komt van het Latijnse “corrodere”, wat vertaald kan worden als “gegeten” of “knagen”. Corrosie verwijst naar de afbraak van verschillende materialen. Het bekendste voorbeeld is roest. Roest is ijzeroxide dat ontstaat wanneer ijzer of staal reageert met zuurstof en water. Helaas is deze oxidelaag zeer poreus in ijzer en beschermt het de onderliggende lagen niet tegen verdere corrosie. Naast elektrochemische corrosie wordt echter ook de verwering van gesteenten in de geologie of afbraak van weefsels in de geneeskunde corrosie genoemd.

De ISO 8044-richtlijn definieert corrosie als volgt: “Corrosie is de reactie van een metalen materiaal met zijn omgeving die een meetbare verandering in het materiaal veroorzaakt en kan leiden tot een aantasting van de functie van een mechanisch onderdeel of een heel systeem. In de meeste gevallen is deze reactie elektrochemisch van aard, maar in sommige gevallen kan het ook chemisch of metaalfysisch zijn.”

Soorten corrosie

• Oppervlakte corrosie
• Bimetaalcorrosie / Contactcorrosie
• Putcorrosie
• Spleetcorrosie
• Intergranulaire corrosie
• Speciaal geval: glascorrosie

Zoals hierboven vermeld, treedt corrosie niet alleen op bij metalen materialen. Voor ons is elektrochemische corrosie van gereedschappen en materialen echter van bijzonder belang. Ook hier zijn er verschillende soorten corrosie die anders behandeld moeten worden. Alles wat u moet weten over de drie meest voorkomende soorten corrosie:

Oppervlakte corrosie

Iedereen heeft wel eens oppervlaktecorrosie gezien. Hier loopt de corrosie relatief gelijkmatig over het gehele oppervlak van het metaal. Het uniforme verloop maakt dit type corrosie relatief onschadelijk, omdat het alleen tot grote schade leidt in het geval van een sterk massaverlies. Met het juiste metaal kan het zelfs leiden tot een beschermlaag die verdere corrosie voorkomt. Dit is bijvoorbeeld het geval bij chroom.

Bimetaalcorrosie / Contactcorrosie

Dit type elektrochemische corrosie treedt op wanneer twee metalen materialen of elektrongeleidende vaste stoffen elkaar raken. Het treedt alleen op als de materialen verschillende corrosiebestendigheid hebben. Het creëert een stroom van minder corrosiebestendig materiaal en het corrodeert. Contactcorrosie is een van de meest voorkomende vormen van corrosie:

• Contactcorrosie treedt snel op wanneer schroeven, moeren of klinknagels worden gebruikt met een edeler component, bijvoorbeeld roestvrij staal
• Voor verschillende metalen in waterleidingen en verwarmingssystemen (extra risico door vocht)
• Wanneer verschillende metalen draden aan elkaar worden geklemd (bijv. koper en aluminium)

Putcorrosie

Putcorrosie verwijst naar kleine corrosiepunten of puntvormige gaten in gepassiveerde metalen. Eigenlijk wordt een hoge corrosiebescherming verondersteld voor gepassiveerde metalen en dit is precies wat putcorrosie zo verraderlijk maakt. Bovendien verspreidt het zich in de diepte en wordt het daarom vaak over het hoofd gezien.

Corrosiebestendige metalen

Over het algemeen geldt dat hoe edeler het metaal, hoe corrosiebestendiger het is. Dit is ook een belangrijke reden waarom edelmetalen zoals goud, zilver en platina worden gebruikt bij de productie van sieraden. Ze blijven permanent stabiel in natuurlijke omgevingen wanneer ze alleen worden blootgesteld aan lucht en water. Zelfs als de aanslag van zilver puur chemisch corrosie is, wordt een beschermende laag gevormd die op betrouwbare wijze verdere corrosie voorkomt.

Voor de productie van grotere componenten of gereedschappen zijn edelmetalen slecht geschikt vanwege hun prijs. Gelukkig zijn er ook goedkopere metalen die beschermen tegen Corrosie. Hoewel ze niet immuun zijn voor corrosie, vormen ze een dunne, beschermende oxidelaag. Dit proces wordt Passivering. De dunne laag voorkomt extra corrosie van het onderliggende materiaal en wordt daarom vaak gebruikt in de productie.

Corrosiebescherming: Hoe corrosie te voorkomen?

Als het gaat om corrosiebescherming zijn er veel mogelijkheden. Passieve corrosiebescherming voorkomt dat het materiaal (bijv. ijzerhoudende gereedschappen) in contact komt met het corrosiemedium – in dit geval vocht. Actieve corrosiebescherming dient om het materiaal te beschermen, zelfs als het niet kan worden afgeschermd van het corrosiemedium.

Natuurlijk is de beste manier om corrosie te voorkomen het gebruik van corrosiebestendige edelmetalen. Helaas zijn edelmetalen ook navenant duur. Het is daarom logischer om een goedkoop metaal te combineren met een metaal dat een betere bescherming biedt tegen corrosie door passivering. Een bekend voorbeeld is chroom, dat wordt gebruikt in coatings en legeringen. Zink wordt ook vaak gebruikt in de bouwsector als corrosiebescherming voor staal (thermisch verzinken).

Bij actieve corrosiebescherming worden met name offeranodes vaak gebruikt. Dit is een stuk basismetaal dat is bevestigd aan edelere metalen om ze te beschermen tegen corrosie. Hoewel de offeranode wordt “opgeofferd” en gecorrodeerd, gaan de beschermde duurdere componenten langer mee. Offeranoden in stalen warmwatertanks zijn bijzonder belangrijk. Hoewel ze van binnenuit zijn bedekt met zink, lost dit na verloop van tijd op. Zonder de corrosiebescherming van de offerorde zou de ketel op een gegeven moment doorroeien. Het enige nadeel: de offeranode moet regelmatig worden gecontroleerd en indien nodig worden vervangen.

Welke metalen vormen een oxidelaag?

Chroom

Chroom is het bekendste voorbeeld van passivering. Zelfs na jaren zijn verchroomde douchekoppen of kranen nog steeds roestvrij. Na het eerste contact met lucht en water wordt een flinterdunne laag chroomoxide gevormd, die het onderste materiaal beschermt. Verrassend genoeg is chroom chemisch nog minder nobel dan ijzer. Vanwege deze geweldige eigenschap wordt het ook gebruikt voor roestvrij staal. Maar met een massafractie van 12 procent vormt het rvs automatisch een passiverende laag. De legering heeft het voordeel dat de beschermende functie nog steeds aanwezig is, zelfs als deze beschadigd is.

Zink

Zink vormt al snel een beschermende oxidelaag in de lucht en wordt daarom vaak gebruikt als corrosiebescherming in de bouw. Onder bepaalde omstandigheden vormt zink echter ook een corrosieproduct, witte roest, vergelijkbaar met ijzer. Het vermindert corrosiebescherming en ziet er niet erg goed uit. In de regel wordt zink daarom niet gevonden als zuiver bouwmateriaal maar als coating voor andere metalen of in de vorm van zinklegeringen, bijvoorbeeld als titaniumzink. Het wordt voornamelijk gebruikt op buitenvensterbanken, goten, regenpijpen en soms als dakbedekking.

Aluminium

Zelfs bij aluminium is er een spontane passivering, die een oxidelaag van ongeveer 2-3 nm creëert en dus heel goed beschermt tegen oppervlaktecorrosie. Voor sommige toepassingen is deze dunne laag echter niet voldoende, vooral als het aluminium zeer zure of alkalische stoffen bevat. Vooral in de bouwsector of auto-onderdelen is het belangrijk om aluminium langdurig te beschermen tegen corrosie. De dikte van de oxidelaag kan echter worden verhoogd tot maximaal 25 μm door elektrolytische behandeling (anodisatieproces). Voor toepassingen met lage stress is de dunne oxidelaag van spontane passivering echter voldoende en kan deze ook worden ondersteund met een beschermende coating. Bovendien moet ervoor worden gezorgd dat aangrenzende materialen compatibel zijn met de aluminiumlegering om contact en spleetcorrosie te voorkomen.

Lood

In het geval van lood kan spontane passivering bijzonder goed worden waargenomen. De snijvlakken zijn aanvankelijk glenz metallic, maar al snel vormt zich een matte oxidelaag. Je moet echter niet het hele ding proberen, omdat lood zeer schadelijk is voor de gezondheid. Dat is de reden waarom het, ondanks zijn uitstekende corrosiebestendigheid, niet langer in het dagelijks leven wordt aangetroffen. Het wordt tegenwoordig echter nog steeds in de industrie gebruikt omdat het een hoge dichtheid heeft, gemakkelijk te verwerken is en ook een uitstekende bescherming biedt tegen corrosie.

Andere metalen kunnen ook worden gepassiveerd en dus beschermd tegen corrosie, maar ze vormen niet allemaal een oxidelaag. Bekende voorbeelden zijn nikkel, titanium en silicium. Vooral in het geval van silicium zou het mogelijk zijn zondergeavanceerde passiveringsprocessen laten geen moderne technologie toe, omdat halfgeleiders in mobiele telefoons en computers snel zouden corroderen.

Bron afbeelding: siam4510/stock.adobe.com