Koroze: Neviditelný nepřítel kovů a jak proti němu bojovat

Představte si, že stojíte před zrezivělým plotem, zvětralou sochou nebo rozpadajícím se mostem. Za tímto viditelným úpadkem se skrývá složitý a neúprosný proces - koroze. Tato přirozená, ale často destruktivní chemická reakce, dokáže proměnit i ty nejpevnější materiály, jako je železo, ocel či kámen, v prach. Zatímco v poezii koroze „vše žere a vše se v ní ztrácí', v praxi se jedná o elektrochemický jev, který zásadně ovlivňuje životnost kovových konstrukcí, strojů a každodenních předmětů.

Zaměříme se především na korozi kovů, která se projevuje tvorbou povrchových vrstev, nejčastěji oxidů. Tyto vrstvy mění původní vlastnosti kovu, snižují jeho pevnost a často vedou k jeho úplnému znehodnocení. Nejběžnějším viníkem je atmosféra, obohacená o vzdušnou vlhkost a další agresivní látky, jako je například oxid siřičitý. Čím agresivnější prostředí, tím rychlejší a ničivější je pochod koroze.

Co je to vlastně koroze? Definice a princip

Na základní úrovni je koroze chemická nebo elektrochemická reakce materiálu s jeho okolím. U kovů se jedná o proces oxidace, tedy ztráty elektronů, který vede k tvorbě oxidů, hydroxidů nebo sulfidů. Tyto sloučeniny se usazují na povrchu kovu a vytvářejí zmíněný povlak, který narušuje integritu materiálu. Mluvíme-li o korozi, často si představíme rezavějící železo. Rez je specifický typ koroze železa, vznikající reakcí s kyslíkem a vlhkostí. Jedná se o hydratovaný oxid železitý (Fe₂O₃), který postupně odpadává a odhaluje další vrstvy kovu k další korozi. Tento cyklus se opakuje, dokud není objekt zcela zničen.

Existují však i kovy, které si vytvářejí na svém povrchu ochrannou vrstvu, jež jim paradoxně zajišťuje odolnost proti další korozi. Tento jev se nazývá pasivace. Hliník je toho klasickým příkladem - jeho povrch pokrývá tenká, ale pevná vrstva oxidu hlinitého, která jej chrání před dalším chemickým napadáním.

Rozmanitost korozních procesů: Jaké druhy koroze známe?

Koroze není jednotný proces a může se projevovat mnoha různými způsoby, v závislosti na materiálu, prostředí a dalších faktorech:

• Chemická koroze: Nastává v prostředích, kde dochází k přímé chemické reakci mezi materiálem a okolím, například v agresivních chemických látkách, bez nutnosti přítomnosti elektrolytu.
• Elektrochemická koroze: Nejběžnější typ, který vyžaduje přítomnost elektrolytu (vodivé kapaliny) a vzniku tzv. galvanického článku. Vznikne vodivé spojení mezi anodou (materiál, který koroduje) a katodou. Materiál působící jako anoda se oxiduje a rozpouští.

V rámci elektrochemické koroze můžeme dále rozlišit:

• Koroze železa (rezavění): Jak již bylo zmíněno, jedná se o specifickou oxidaci železa za přítomnosti vlhkosti a kyslíku.
• Bodová koroze: Lokální narušení ochranné vrstvy kovu, které vede ke vzniku malých důlků nebo jam. Tyto důlky se mohou dále prohlubovat a způsobit perforaci materiálu, zejména v přítomnosti chloridových iontů.
• Galvanická koroze: Nastává, když jsou dva rozdílné kovy v elektrickém kontaktu v přítomnosti elektrolytu. Méně ušlechtilý kov začne korodovat rychleji. Příkladem je kontakt hliníku s mědí, kde hliník trpí zrychlenou korozí.
• Koroze z vnitřního pnutí (korozní praskání): Kombinuje působení tahového napětí (vnitřního nebo vnějšího) s korozním prostředím. Vede k tvorbě trhlin, které mohou vést až ke zlomu.
• Mezikrystalická koroze: Narušuje materiál podél hranic krystalů. Vzniká v důsledku vyloučení nežádoucích fází na hranicích zrn, které vytvářejí elektrochemické články.
• Koroze z otěru: Tento typ koroze vzniká kombinací mechanického otěru a korozního prostředí, často při vibračním pohybu.

Jak účinně bránit korozi kovů?

Ochrana proti korozi je klíčová pro prodloužení životnosti kovových výrobků a konstrukcí. Existuje celá řada metod, jak s tímto neviditelným nepřítelem bojovat:

1. Povrchové úpravy:
   • Olejování a mazání: Základní metoda pro železné součásti strojů, která vytváří bariéru proti vlhkosti.
   • Nátěrové hmoty a smalty: Nanášení ochranných vrstev barvy, laku nebo smaltu, které izolují kov od okolního prostředí.
   • Povlaky z odolnějších kovů:
     • Pozinkování (např. okapy): Pokrytí železa vrstvou zinku, který je sám o sobě odolnější a slouží jako obětní anoda.
     • Poniklování (např. jehly): Vrstva niklu pro estetické a ochranné účely.
     • Pochromování (např. ozdobné části automobilů): Vytváří tvrdý a lesklý povrch.
   • Anodická oxidace (eloxování): Proces vytváření silné a ochranné vrstvy oxidu na hliníku, který mu dodává odolnost proti korozi a opotřebení.
2. Izolace různých kovů: V případech, kdy je nutné kombinovat různé kovy, je důležité zabránit jejich přímému kontaktu pomocí elektricky izolačních mezivrstev, aby se předešlo galvanické korozi.
3. Výběr vhodných materiálů: Volba slitin s vyšší korozní odolností, například nerezová ocel pro specifické aplikace.
4. Pravidelné čištění: Udržování povrchu v čistotě, odstraňování nečistot a solí, které mohou urychlovat korozní procesy, je zásadní. Obzvláště důležité je to u hliníkových povrchů, kde i malé poškození ochranné vrstvy může vést ke zrychlené korozi.
5. Optimalizace povrchu: Hladší povrchy bývají méně náchylné k usazování nečistot a tím i korozi.

Boj proti korozi je neustálý proces, který vyžaduje pozornost a správné postupy. Ignorování tohoto jevu vede k předčasnému poškození a zbytečným nákladům. Správná ochrana však může výrazně prodloužit životnost vašich kovových předmětů a zajistit jejich spolehlivou funkci po mnoho let.