Corrosie Volgende pagina.

Presentatie over: "Corrosie Volgende pagina."— Transcript van de presentatie:

1 Corrosie Volgende pagina

2 Auteur: Bertil Scholte Lubberink
Inleiding Deze module is bestemd voor iedereen die wat meer wil weten over corrosie en de bestrijding ervan. Auteur: Bertil Scholte Lubberink

3 Voorwoord Door middel van deze leertaak wordt een goed inzicht verkregen in de verschillende vormen van corrosie en de bestrijding ervan. Om deze module door te werken moet in ieder geval de basiskennis van verschillende materialen begrepen zijn. Literatuurlijst: Roloff/ Matek Machine onderdelen ISBN Internet Handboek installatietechniek ISBN Materiaalkunde voor technici (Budinski) ISBN Werktuigbouwkunde, Materialen semester 1-6 ISBN Volgende pagina

4 Aanduiding knoppen stoppen naar volgende pagina
terug naar inhoudsopgave terug naar vorige pagina antwoordkeuze terug naar vraag

5 Inleiding module In de module vind je vragen en opdrachten over de theorie achter corrosie en opdrachten over hoe je corrosie kunt herkennen en bestrijden. Deze theorie vind je in deze les maar ook in de boeken die op de vorige bladzijde staan. Door de aanwijzingen te volgen bij deze module ben je in staat om: Leerdoelen………

6 Door de aanwijzingen te volgen bij deze module ben je in staat om:
onderscheid te maken tussen verschillende vormen van corrosie. de verschijningsvormen van corrosie te herkennen. de achterliggende theorie van corrosie te verklaren. de juiste keuze van bescherming hiervan te kiezen. potentiaalverschillen te kunnen meten van verschillende materiaalsoorten. onderscheid te kunnen maken tussen anodische en kathodische metalen. te kunnen plannen, oriënteren en evalueren van de leertaak. de veiligheidsaspecten bij corrosie te kunnen inschatten. zelfstandig informatie vergaren, te ordenen en te schiften op belangrijkheid, hierbij gebruikmakend van de moderne informatietechnologie goede onderlinge verbanden te leggen projectmatig te werken samen te werken met medestudenten

7 Deze module draagt bij aan de volgende beroepscompetenties:
De werktuigbouwkundige is in staat op adequate wijze: zijn eigen werkzaamheden voor te bereiden corrosie te herkennen als een probleem corrosie te bestrijden afspraken te maken veilig en milieubewust te werken zorg te dragen voor kwaliteit samen te werken tijdens werkzaamheden te communiceren over de werkzaamheden te rapporteren klantgericht te handelen om te gaan met problemen beroepscompetenties te blijven ontwikkelen

8 Modulewijzer Lees de tekst zorgvuldig door en bekijk de foto’s.
Maak een planning en laat deze beoordelen door je vakdocent of tutor. Neem de (oefen)vragen en opdrachten aandachtig door en maak deze zoals er wordt gevraagd. Lever deze nadat je ze gemaakt hebt in bij je vakdocent. De oefenvragen hoef je niet in te leveren. Tijdens het werken aan de module moet je de planning blijven controleren. Haal de betekenis van moeilijke begrippen uit de tekst. Werk elk deel volledig af voordat je aan het volgende deel begint. In de module zitten twee practicumopdrachten, die je in het practicumlokaal maakt. Voor deze theoriemodule zijn 10 lesuren van 50 minuten beschikbaar. Voor de practicummodule zijn 4 lesuren van 50 minuten beschikbaar. De opdrachten beginnen met muziek, zet een koptelefoon op wanneer er meerder mensen in dezelfde ruimte aanwezig zijn.

9 Nu volgt de leermodule corrosie Veel succes

10 Inhoud Klik op regel om naar desbetreffend hoofdstuk te gaan
Opdracht 2.1 Putvormige corrosie Opdracht 2.2 Spleetcorrosie Opdracht 2.3 Galvanische of contactcorrosie Opdracht 2.4 (practicumopdracht) Corrosiebestrijding Opdracht 3.1 Corrosiebestrijding ontwerp Kathodische bescherming Opdracht 3.2 Corrosiebestrijding met behulp van oppervlaktebehandeling Deklagen van zink Organische deklagen Anodiseren Fosfateren Opdracht 3.3 Opdracht 2.1 Putvormige corrosie Opdracht 2.2 Spleetcorrosie Opdracht 2.3 Galvanische of contactcorrosie Opdracht 2.4 (practicumopdracht) Corrosiebestrijding Opdracht 3.1 Corrosiebestrijding ontwerp Kathodische bescherming Opdracht 3.2 Corrosiebestrijding met behulp van oppervlaktebehandeling Deklagen van zink Organische deklagen Anodiseren Fosfateren Opdracht 3.3 Inleiding corrosie Wat is corrosie Opdrachten 1.1 Chemische corrosie Elektrochemische corrosie Elektrolyten Opdracht 1.2 Spanningsreeks Spanningsreeks (Edelheidsreeks) ten opzichte van standaard H2-elektrode Opdracht 1.3 Opdracht 1.4 (practicumopdracht) De oorzaken van corrosie bij metalen De oorzaken van corrosie bij kunststoffen De oorzaken van corrosie bij keramische materialen Opdracht 1.5 Vormen van corrosie Gelijkmatige corrosie Inleiding corrosie Wat is corrosie Opdrachten 1.1 Chemische corrosie Elektrochemische corrosie Elektrolyten Opdracht 1.2 Spanningsreeks Spanningsreeks (Edelheidsreeks) ten opzichte van standaard H2-elektrode Opdracht 1.3 Opdracht 1.4 (practicumopdracht) De oorzaken van corrosie bij metalen De oorzaken van corrosie bij kunststoffen De oorzaken van corrosie bij keramische materialen Opdracht 1.5 Vormen van corrosie Gelijkmatige corrosie Klik op regel om naar desbetreffend hoofdstuk te gaan

11 Deel 1: Wat is Corrosie Doel deel 1: De achterliggende theorie van corrosie te verklaren. Potentiaalverschillen te kunnen meten van verschillende materiaalsoorten. Onderscheid kunnen maken tussen anodische en kathodische metalen. Het kunnen plannen, oriënteren en evalueren van de leertaak. Instructie: De vragen en opdrachten bij deel 1 maak je individueel. Neem deel 1 eerst globaal door en kijk wat je allemaal moet doen? Bestudeer daarna deel 1 van deze leertaak. Maak voor jezelf een planning (tijdpad) hoe je dit deel aan gaat pakken. Maak een afspraak met je docent voor een gesprek over de planning. Lever nadat je de vragen en opdrachten van deel 1 hebt gemaakt in bij je vakdocent en laat dit aftekenen op je beoordelingsformulier .

12 Beoordeling deel 1 Je wordt beoordeeld door je vakdocent. De beoordeling gebeurt op de volgende manier: Controleer voordat je het te beoordelen werk inlevert of je aan alle randvoorwaarden hebt voldaan. Je vakdocent controleert of je aan alle randvoorwaarden hebt voldaan. Alleen dan beoordeelt hij je werk. Het te beoordelen werk bestaat uit: Vragen Opdrachten Bewijzen die aantonen dat vastgelegde afspraken zijn nagekomen. Je vakdocent geeft per beoordelingscriterium zijn oordeel. Bespreek met de vakdocent de uitkomst van de beoordeling. Klik hier voor een beoordelingsformulier van deel 1

13 Inleiding corrosie Koper slaat groen bij corrosie
Wanneer ijzer wordt blootgesteld aan de buitenlucht gaat het geleidelijk over in een bruin, poreus product, roest. Ook veel andere metalen worden op soortgelijke wijze aangetast. Men spreekt dan meestal niet van roesten, maar van corrosie. De corrosieproducten van koper zijn zwart of groen, van zink en lood zijn ze grijs en van aluminium zijn ze wit of geelwit en poederachtig. In al deze gevallen blijkt dat een deel van het metaal wordt omgezet in corrosieproducten en dat daarbij metaal verloren gaat. In veel gevallen kunnen daarbij gaten en putten ontstaan. Koper slaat groen bij corrosie

14 Inleiding corrosie Bij onderzoek blijkt dat steeds de omgeving, het milieu, medewerking moet verlenen om corrosieverschijnselen mogelijk te maken. Dit milieu kan zijn de atmosfeer, water en een grote reeks chemische producten. Onderzoek heeft verder uitgewezen dat veel corrosieverschijnselen niet alleen chemische verschijnselen zijn, maar dat zich daarbij ook elektrische processen afspelen. Men spreekt dan van elektrochemische corrosie. Corrosie is vrijwel nooit gewenst. Corrosie gaat altijd uit van het oppervlak van het metaal en vreet dan naar binnen. Een straatlantaarn die is aangetast door corrosie

15 Wat is corrosie Corrosie is de achteruitgang van een materiaal of van de eigenschappen van een materiaal als gevolg van een reactie van de omgeving. Corrosie is in het algemeen een ongewenste chemische aantasting van een metaal door zijn omgeving.

16 Opdracht 1.1 Maak bij de opdrachten gebruik van leerboeken, vakliteratuur en internet. Vraag 1: Noem enkele voorbeelden van producten die corroderen. Vraag 2: Wat is een zuivere stof? Zoek dit op in boeken of op internet. Vraag 3: Zoek op welke zuivere stoffen er zoal voorkomen in de vrije natuur. Noem er minstens 3. Vraag 4: Als ijzer verandert in roest, hoe noemen we dat dan? Vraag 5: Wat is de definitie van corrosie? Opdracht 1: Ga op zoek naar een concreet voorbeeld uit je eigen omgeving waar corrosie een rol speelt. Maak hier een foto van. Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

17 Chemische corrosie Corrosie van metaal is gewoonlijk een elektrochemisch proces, maar je kunt ook gewoon te maken hebben met een chemische aantasting. Dit noemen we chemische corrosie. Hierbij gaat een metaal een verbinding aan met zuurstof. Bijvoorbeeld: 2Fe FeO Chemische corrosie houdt dus in dat materialen zuiver scheikundig reageren met andere stoffen. Onedele metalen worden aangetast door zuren. Zelfs goud kan door een mengsel van zoutzuur en salpeterzuur (koningswater) worden aangetast Veel materialen verbinden zich met zuurstof, vooral bij hoge temperaturen. Daarom gebruiken we beschermgassen of soldeerpasta die deze oxidatie moeten voorkomen, als we lassen of solderen Staal dat door zout water is gaan roesten Beschermgas bij het lassen

18 Elektrochemische corrosie
Wat er bij elektrochemische corrosie gebeurt, is dat de atomen van het metaal geoxideerd worden tot ionen: Er stromen elektronen van de anode naar de kathode, waar ze deel kunnen nemen aan een reductieproces. In de elektrochemie betekent oxidatie het verlies van elektronen: (Fe Fe e- ) Het atoom dat de elektronen verliest wordt een ion. Het omgekeerde proces, dus het proces waarbij een metaalion door de opname van één of meer elektronen weer een metaalatoom wordt noemen we reductie: (Fe e Fe). In de elektrochemische industrie is de anode (minst edele) altijd de plaats waar de oxidatie plaatsvindt, terwijl reductie plaatsvindt aan de kathode (edelste). Als we bedenken dat de corrosiereacties elektrochemisch van aard zijn dan kunnen we de elektrochemische cel als voorbeeld nemen. anode kathode Elektrochemische corrosie

19 Elektrolyten Een noodzakelijke voorwaarde voor het optreden van elektrochemische corrosie is de aanwezigheid van een elektrolyt. Vloeistoffen geleiden elektriciteit door de verplaatsing van ionen. Dat water een goede geleider, komt doordat water meestal ionen van opgeloste mineralen, en waterstofionen (H+) en hydroxylionen (OH-) bevat. Bij atmosferische corrosie dient de waterdamp als elektrolyt. Dat metaal in een woestijnklimaat weinig roest, wordt verklaard door de lage luchtvochtigheid: droge lucht is een slechte elektrolyt. Bij elektrochemische corrosie is een elektrolyt noodzakelijk

20 Galvanisch element Staal koper water + zuur (elektrolyt) elektronen
stroom Staal koper (bescherm)stroom water + zuur (elektrolyt) Anode (Gaat eraan) Kathode

21 Meerkeuzevraag 1 (oefening)
Onder chemische corrosie wordt verstaan: Reactie met een elektrolyt Reactie met een inhibitor Reactie van een metaal met zuurstof Reactie van metalen onderling

22 Opdracht 1.2 Vraag 1: Wat betekent in de elektrochemie oxidatie en wat gebeurt er dan ? Vraag 2: Wat betekent in de elektrochemie reductie en wat gebeurt er dan? Vraag 3: Wat is het verschil tussen kathode en anode. Vraag 4: Geef aan wat het verschil is tussen chemische corrosie en elektrochemisch corrosie. Vraag 5: Waarom worden er tijdens het lassen en solderen beschermgassen of beschermstoffen gebruikt? Opdracht 2: Zoek op internet naar foto’s van chemische corrosie en van elektrochemische corrosie en voeg deze bij de vragen. Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

23 Spanningsreeks Alle metalen vertonen onder bepaalde omstandigheden corrosieverschijnselen, het ene materiaal heviger dan de andere. Sommige materialen worden gemakkelijk aangetast de ander juist wat moeilijker. We rangschikken metalen in een volgorde, waarbij het meest onedele voorop staat en de meest edele achteraan. Er ontstaat een edelheidsreeks die de elektrochemische spanningsreeks wordt genoemd. Dit wordt vaak gemeten ten opzichte van de koper/kopersulfaat- elektrode (CU/CUSO4). Zo is magnesium een zeer onedel materiaal en platina een edel metaal Platina komt in de natuur voor als een zuiver stof en is daardoor een edelmetaal Magnesium is een onedel materiaal en is een anodische materiaal.

24 Spanningsreeks (Edelheidsreeks) ten opzichte van standaard H2-elektrode (waterstofelektrode)
Element Potentiaalverschil in millivolt (mV). Natrium Na Magnesium Mg Aluminium Al Zink Zn Chroom Cr IJzer Fe Nikkel Ni Lood Pb Waterstofelektrode H2 Koper Cu Zilver Ag Platina Pt Goud Au -2700 -2400 -1700 -760 -740 -440 -230 -120 +340 +800 +1180 +1500 Onedeler edeler Klik hier voor de printversie van deze tabel

25 Meerkeuzevraag 2 (oefening)
Welk element zal het snelst corroderen door de reactie met zuurstof uit de omgeving Koper Magnesium Platina IJzer

26 Opdracht 1.3 Hieronder worden een aantal uitspraken gedaan. Geef in de rechterkolom door middel van een X aan de uitspraak juist of niet juist is. Geef tevens aan wat het potentiaalverschil is tussen deze twee metalen. Aluminium is edeler dan IJzer Ja/Nee Magnesium is edeler dan Nikkel Ja/Nee Nikkel is edeler dan Tin Ja/Nee Zink is onedeler dan Aluminium Ja/Nee Tin is edeler dan IJzer Ja/Nee Lood is edeler dan Koper Ja/Nee Aluminium is edeler dan Lood Ja/Nee Koper is onedeler dan Aluminium Ja/Nee Link naar de printversie van deze opdracht, Maak deze en lever deze in bij de vakdocent

27 Opdracht 1.4 (practicumopdracht)
In de voorgaande tabel kun je de spanningsreeks aflezen ten opzichte van de waterstofelektrode. Maar omdat het spanningsverschil vaak wordt gemeten ten opzichte van de koper/kopersulfaat- elektrode (CU/CUSO4), ga jij dat ook doen. Vraag bij de vakdocent om de benodigde spullen. Wat heb je nodig: Zout Bak voor water voltmeter met meetbereik van ca. 3 Volt koper/kopersulfaat- elektrode (CU/CUSO4) Metalen voor de potentiaalmeting Hiervoor neem je staal, koper, zink, aluminium en magnesium. Voltmeter Metalen voor potentiaalmeting Koper/ kopersulfaat elektrode Vervolg practicumopdracht zie volgende dia

28 Opdracht 1.4 (practicumopdracht)
Wat moet je doen Vul de bak met water en voeg daar 3 theelepels zout aan toe. Roer dit zolang tot het zout is opgelost in het water. Sluit de elektrode en het materiaal dat je gaat meten aan op de meter zoals op de figuur 1 onder staat aangegeven en zet de draaiknop op 2 volt gelijkspanning. Sluit het metaal dat je wilt meten aan op V/Ώ (zie figuur 1) Zet nu de koper/kopersulfaat-elektrode en het te meten metaal in het elektrolyt zoals aangegeven op figuur 2. Opmerking: de koper/kopersulfaat-elektrode mag niet liggen en moet ook recht op staan wanneer deze niet wordt gebruikt. Noteer op je invulblad welke spanning je meet en maak foto’s van je experiment. Vergelijk dit met de bestaande potentiaalreeks en schrijf op wat het verschil is. Figuur 2 Link naar de printversie van deze opdracht, maak deze en lever deze in bij de vakdocent Figuur 1

29 De oorzaken van corrosie bij metalen
De vraag hoe het komt dat metalen corroderen kan op verschillende manieren worden beantwoord. Een eenvoudige uitleg is dat een metaal corrodeert doordat het als zuiver metaal niet in zijn natuurlijke toestand verkeert: Het corroderende metaal probeert terug te keren tot de ertsvorm waarin het oorspronkelijk opgedolven is. Bijna elk metaal wordt in de natuur aangetroffen als verbinding, bijvoorbeeld als oxide of sulfide. Slechts een klein aantal metalen (zoals goud komen in de natuur in metallische vorm voor, maar alle metalen die aan ertsen zijn ontleend, keren als ze de kans krijgen tot de ertsvorm terug. Deze terugkeer tot de natuur manifesteert zich als processen die we corrosie noemen. Roestige pijp Goud (edelmetaal)

30 Meerkeuzevraag 3 (oefening)
Goud en platina noemen we edelmetalen, omdat ze bijna niet corroderen. Dat komt omdat ze in de natuur voorkomen als: Erts Oxide Sulfide Zuiver metaal

31 De oorzaken van corrosie bij kunststoffen
In het geval van kunststoffen en keramische materialen is er niet zo’n duidelijke terugkeer naar een natuurlijke toestand. Bij corrosie van kunststoffen worden de bindingen in en tussen de organische moleculen waaruit de kunststof bestaat, aangetast door omgevingsinvloeden. Een kunststof roest niet en de achteruitgang bestaat vaak vooral uit het verlies van eigenschappen. Een veel voorkomende vorm van corrosie van materialen van kunststof is het verouderen van rubber. In elke autoband die meer dan drie a’vier jaar oud is, ontstaan haarscheurtjes en barsten. De oorzaak is meestal aantasting door ozon in combinatie met UV-licht in de lucht Poreus ventiel bij een achterband van een auto.

32 De oorzaken van corrosie bij keramische materialen
Keramische materialen bestaan vaak uit verbindingen die ook in de natuur voorkomen zoals oxiden en sulfiden, en worden daarom door de meeste omgevingsinvloeden betrekkelijk weinig aangetast. Dat kunststoffen en keramische materialen zich op het van corrosie anders gedragen dan metalen, komt ook doordat ze slechte geleiders van elektriciteit zijn. De corrosieprocessen die in metalen voorkomen zijn vaak elektrochemisch van aard, en kunnen dus alleen plaatsvinden als er elektronen door het materiaal kunnen stromen. Keramische materialen zijn slechte geleiders en zijn daardoor veel minder vatbaar voor elektrochemische corrosie dan metalen. Ze corroderen wel, maar niet zo gemakkelijk. Glascorrosie bij een hotelraam

33 De oorzaken van corrosie bij keramische materialen
Een bekend voorbeeld van corrosie van een keramisch materiaal is de corrosie die de glasbekleding in een keukenboiler ondergaat. De gebruiker mag van geluk spreken als de glasbekleding tien jaar meegaat. Toch bevat zo’n tank alleen maar water, maar dit is al genoeg , want glas wordt door water langzaam aangetast. Corrosie van metalen heeft dus een andere oorzaak dan corrosie van kunststoffen en keramische materialen Glascorrosie dat een regenboogeffect veroorzaakt De ramen aan de linkerzijde zijn aangetast door glascorrosie

34 Opdracht 1.5 Vul de leegstaande plekken van de onderstaande zinnen in. Vraag 1: Bij corrosie van kunststoffen worden de bindingen in en tussen de organische moleculen waaruit de kunststof bestaat, aangetast door ………………………... Vraag 2:Een kunststof …………..niet en de achteruitgang bestaat vaak vooral uit het verlies van …………………... Vraag 3: In elke autoband die meer dan drie a’vier jaar oud is, ontstaan ………….. en ………….. Vraag 4: De oorzaak van corrosie bij kunststoffen is meestal aantasting door ………….. in combinatie met …………… in de lucht Vraag 5: Dat kunststoffen en keramische materialen zich op het van corrosie anders gedragen dan metalen, komt ook doordat ze …………………………van elektriciteit zijn. Vraag 6: De corrosieprocessen die in metalen voorkomen zijn vaak …………………. van aard, en kunnen dus alleen plaatsvinden als er ………………….. door het materiaal kunnen stromen. Vraag 7: Keramische materialen zijn slechte geleiders en zijn daardoor veel minder vatbaar voor ……………………… corrosie dan metalen. Opdracht 3: Zoek een stuk rubber dat poreus is geworden en neem dit mee naar school. Vergelijk dit met rubber dat niet is aangetast. Waarom is het poreus worden van rubber gevaarlijk. Geef hiervan een voorbeeld. Link naar de printversie van deze opdracht, maak deze en lever deze in bij de vakdocent

35 Nabespreking deel 1 Je bent nu aan het einde gekomen van het eerste deel van deze leertaak en maak een korte evaluatie van dit deel en beantwoord daarbij de volgende vragen: Zijn de doelen bereikt? Hoe heb je jezelf georiënteerd? Klopte het tijdpad? Hoe heb je deel 1 in zijn geheel aangepakt? Kon je de informatie gemakkelijk vinden? Wat is de conclusie en wat zijn de verbeterpunten? Lever deze evaluatie in bij je docent. Neem de verbeterpunten mee naar deel 2.

36 Deel 2: vormen van corrosie
Doel: Onderscheid kunnen maken tussen verschillende vormen van corrosie. De achterliggende theorie van corrosie te verklaren. Instructie: De vragen en opdrachten bij deel 2 maak je individueel. Neem deel 2 eerst globaal door en kijk wat je allemaal moet doen? Bestudeer daarna deel 2, de theorie achter corrosie en verzamel leerboeken over corrosie. Vraag hiernaar bij je docent. Kijk ook eens op het internet. Maak voor jezelf een planning (tijdpad) hoe je dit deel aan gaat pakken. Maak een afspraak met je docent voor een gesprek over de planning. Lever nadat je de vragen en opdrachten van deel 1 hebt gemaakt in bij je vakdocent en laat dit aftekenen op je beoordelingsformulier .

37 Beoordeling deel 2 Je wordt beoordeeld door je vakdocent. De beoordeling gebeurt op de volgende manier: Controleer voordat je het te beoordelen werk inlevert of je aan alle randvoorwaarden hebt voldaan. Je vakdocent controleert of je aan alle randvoorwaarden hebt voldaan. Alleen dan beoordeelt hij je werk. Het te beoordelen werk bestaat uit: Vragen Opdrachten Bewijzen die aantonen dat vastgelegde afspraken zijn nagekomen. Je vakdocent geeft per beoordelingscriterium zijn oordeel. Bespreek met de vakdocent de uitkomst van de beoordeling. Klik hier voor een beoordelingsformulier van deel 2

38 Vormen van corrosie Er zijn een aantal verschijningsvormen van corrosie waarvan de meeste deskundigen vier belangrijke vormen onderscheiden. Deze vier belangrijke vormen zijn: Gelijkmatige corrosie Putvormige corrosie Spleetcorrosie Galvanische of contactcorrosie oxidelaag materiaalstructuur beschermlaag oxide oxide Water (elektrolyt) Al-klinknagel oxide Cu-plaat

39 Gelijkmatige corrosie
Is een metaaloppervlak geheel en gelijkmatig bedekt met een corrosielaag dan is er sprake van gelijkmatige corrosie. Er is over het algemeen niet veel materiaal omgezet naar een corrosieproduct. Het corrosieproces gaat ook niet zo snel en de corrosielaag is snel te verwijderen. De sterkte van de constructie wordt door gelijkmatige corrosie nauwelijks beïnvloed. Gelijkmatige corrosie

40 Gelijkmatige corrosie
Gelijkmatige corrosie is de eenvoudigste vorm van corrosie. De aantasting kan een elektrochemisch karakter hebben, maar kan ook gewoon directe aantasting zijn. Directe aantasting wil zeggen dat er geen filmlaag aanwezig is dat voor elektrochemische celwerking zorgt. De meeste kunststoffen en keramische materialen corroderen door directe aantasting omdat dit slechte geleiders van elektronen zijn. De meest voorkomende gevallen van gelijkmatige corrosie zijn die waarin elektrochemische reacties optreden. Gewoon roesten aan de atmosfeer kan een gelijkmatig karakter hebben en de elektrochemische reactie gaat dan tussen metaalkorrels en korrelgrenzen. De volgende stappen laten dit zien. Gelijkmatige corrosie

41 Gelijkmatige corrosie
Stap 1. Aan het ijzeroppervlak stelt zich een evenwicht in. De ijzerionen lossen op in water. De elektronen kunnen worden doorgegeven door het oppervlak van de ijzeren plaat, op dezelfde wijze als dat ze door een draad in een elektrochemische cel zouden gaan. Stap 2. De waterdruppel bevat ook zuurstofmoleculen uit de lucht. Deze kunnen reageren met de elektronen die zijn vrijgekomen uit de halfreactie van ijzer (zie stap 1). Bij deze reactie ontstaan hydroxide-ionen. Stap 3. De waterdruppel bevat nu ijzerionen en hydroxide-ionen. Deze vormen een neerslag van ijzerhydroxide. Onder invloed van water en zuurstof kan het ijzerhydroxide verder worden geoxideerd tot roest (ijzeroxide).

42 Hoe voorkom je gelijkmatige corrosie.
Gelijkmatige corrosie kan worden voorkomen door de elektrolyt te verwijderen dat voor elektrochemische reacties kan zorgen. In de meeste gevallen is dit zuurstof. Of door een materiaal te kiezen dat tegen de corrosieve stof bestand is. Hierbij zou je kunnen denken aan roestvast staal in plaats van staal. Let er wel op dat niet overal kan., bijvoorbeeld bij zwembaden.

43 Opdracht 2.1 Maak bij de opdrachten gebruik van leerboeken, vakliteratuur en internet. Vraag 1: Hoe kan je zien wanneer er sprake is van gelijkmatige corrosie? Vraag 2: De aantasting kan een elektrochemisch karakter hebben, maar kan ook gewoon directe aantasting zijn. Wat wordt verstaan onder directe aantasting? Vraag 3: Hoe kun je gelijkmatige corrosie voorkomen? Opdracht 3: Zoek in je omgeving thuis naar een voorbeeld van gelijkmatige corrosie en maak hier foto’s van. Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

44 Putvormige corrosie Putvormige corrosie is eenvoudig te definiëren als plaatselijke beschadigingen door corrosie, gekenmerkt door putten in het oppervlak (zie figuur). Deze vorm van corrosie is bijzonder verraderlijk omdat de aantasting zich in hele kleine gebiedjes concentreert. Het bijzondere hierbij is dat de aantasting zich niet over het oppervlak verplaatst, maar in het materiaal dringt. Er ontstaan kratervormige naaldscherpe putten die zeer diep het materiaal in gaan. Soms is het oppervlak van deze putjes zo klein dat deze met het blote oog nauwelijks te zien zijn. Putvormige corrosie treedt vaker op in stilstaande oplossingen dan in oplossingen die in beweging zijn; de putten lijken zich voort te planten. Putvormige corrosie

45 Putvormige corrosie De oorzaak is de aanwezigheid van inhomogeniteiten op het oppervlak. Uit de waarnemingen blijkt dat putvormige corrosie begint in bepaalde kernen, zoals kleine hiaten in een beschermende film, insluitsels of krassen. Op deze plaatsen komt het chemisch actieve metaal aan de oppervlakte. Op de plaats in wording krijgt de oplossing een steeds hogere concentratie aan metaalionen, en er migreren extra ionen van de corrosieve stof naar de put die nog meer metaal in oplossing brengen. Een put lijkt op een hyperactieve corrosiecel die zich tot een heel klein gebied beperkt. Het element chloor speelt hierbij een belangrijke rol. Chloor is in staat de homogene plekjes anodischer te maken. De rest van het oppervlak kan niet door de chloor worden aangetast en de gebieden rond de putten vertonen daardoor weinig sporen van aantasting. Daarom gaat de aantasting op deze plaatsen het materiaal in. In de meeste gevallen is putvormige corrosie een gevolg het chemische karakter van de omgeving. Putvormige corrosie van koelpijpen

46 Hoe voorkom je putvormige corrosie
Voor toepassingen waarin er corrosieve stoffen zijn die gemakkelijk putvormige corrosie kunnen veroorzaken, gebruikt men gewoonlijk geen metalen die voor dit soort corrosie vatbaar zijn. Zo is bijvoorbeeld bekend dat bij austenitische RVS soorten in zout water putvormige corrosie ontstaat. Deze zal men dus niet toepassen bij toepassingen op zee.

47 Opdracht 2.2 Vraag 1: Wat zijn de belangrijkste kenmerken van putcorrosie? Vraag 2: Waar treedt putcorrosie meestal op en wat ontstaat er dan? Vraag 3: Wat is de oorzaak van putcorrosie? Vraag 4: Welk element speelt een belangrijke rol bij putcorrosie en waarom is dit zo? Vraag 5: Waarom gebruikt men geen austenitische RVS soorten op zee? Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

48 Spleetcorrosie Ook spleetcorrosie is een vorm van plaatselijke aantasting. Bij spleetcorrosie concentreert de aantasting zich op spleten tussen een metaaloppervlak en een ander (metallisch of niet-metallisch) oppervlak. De corrosieve stof bevindt zich in de spleet en maakt met een van beide kanten contact. Spleetcorrosie treedt veel op tussen slecht afdichtende buisflenzen en onder boutkoppen, aanzetstukken en fittingen die zijn ondergedompeld in een vloeistof. Spleetcorrosie Spleetcorrosie bij aangetaste schroefdraad

49 Spleetcorrosie Algemeen wordt aangenomen dat spleetcorrosie ontstaat wanneer er een verschil gaat ontstaan in de zuurstofconcentratie in de spleet en buiten de spleet. Hierbij verandert de chemische samenstelling van de corrosieve oplossing in het stagnerende gebied van de spleet. Zodra de oplossing binnen de spleet een andere oplossing heeft dan daarbuiten, kan er een oplossingsconcentratiecel ontstaan met het gebied binnen de spleet als anode. Dit betekent dat in de spleet corrosie optreedt. Kans op spleetcorrosie

50 Spleetcorrosie Er zijn ook onderzoeken waarbij onderzoekers geloven dat de oplossing binnen de spleet op zo'n manier van samenstelling verandert dat de oplossing als zodanig agressiever wordt. Spleetcorrosie wordt dus veroorzaakt door veranderingen in de chemische samenstelling van de corrosieve stof, of door elektrochemische activiteit in het gebied van de spleet. Net als putvormige corrosie kan ook spleetcorrosie zeer veel schade aanrichten doordat de aantasting zich op een punt concentreert. Roestvast staal en aluminium worden door spleetcorrosie en stagnerende oplossingen opvallend gemakkelijk aangetast. Spleetcorrosie bij een constructiedeel

51 Hoe voorkom je spleetcorrosie
Spleetcorrosie kan je voorkomen door goede afdichtingen en pakkingen te gebruiken. Gebruik geen pakkingen die de corrosieve vloeistof kunnen absorberen. Zorg ervoor dat overal waar oppervlakken op elkaar aansluiten een pakking wordt gebruikt en dat er zich op het metaaloppervlak geen afzetting kan vormen Voorkomen van spleetcorrosie

52 Opdracht 2.3 Vraag 1: Waarop concentreert de aantasting zich bij spleetcorrosie? Vraag 2: Waar treedt spleetcorrosie vaak op? Vraag 3: Hoe kan men spleetcorrosie voorkomen? Opdracht: Neem twee flenzen en monteer deze op een manier zodat er geen spleetcorrosie kan ontstaan. Vraag de praktijkdocent voor de benodigde onderdelen. Maak hier na montage een foto van en laat de gemonteerde flenzen aan de vakdocent zien. Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen en opdracht. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

53 Galvanische of contactcorrosie
Wanneer twee metalen op verschillende plaatsen in de spanningsreeks in aanwezigheid van een elektrolyt geleidend met elkaar verbonden zijn, ontstaat er een elektrochemische cel en zal één van de twee metalen de anode worden en galvanische corrosie ondergaan. Galvanische corrosie treedt ook op als er aan twee ondergedompelde metalen uitwendige energie wordt toegevoerd, of als er twee gelijke metalen die elk in een verschillende oplossing staan, geleidend met elkaar worden verbonden. Met behulp van redoxpotentiaalmetingen, zoals eerder genoemd kunnen metalen (in een gegeven elektrolyt) worden gerangschikt in een spanningsreeks. Galvanische corrosie

54 Galvanische of contactcorrosie
Hoe verder twee metalen in de spanningsreeks van elkaar staan, des te groter is de corrosiesnelheid wanneer ze in aanwezigheid van een elektrolyt geleidend met elkaar verbonden worden. Het metaal dat het minst edel is gaat in oplossing. Als we bijvoorbeeld zink en staal in een geleidende vloeistof plaatsen, dan lost het zink op, omdat zink minder edel is dan staal. Het zink wordt aangetast. Negatief geladen elektronen verplaatsen zich namelijk door het ontstane potentiaalverschil via de geleider naar het staal. Het zink dat in oplossing gaat noemen we de anode en het staal noemen we de kathode. Door de verplaatsing van de negatieve elektronen gaat er een stroom vloeien van de anode naar de kathode. Dit is aan te tonen met een tussengeschakelde milliampèremeter. Het oplossen van het minst edele metaal gaat net zolang door als er contact is tussen de metalen en er geen bescherminglaag op de anode ontstaat. Galvanische corrosie van een stalen pijp in een messing fitting

55 Galvanische of contactcorrosie
De andere factor waardoor de snelheid van galvanische corrosie bepaald wordt is de verhouding tussen de oppervlakten van de twee metalen (anode en kathode). Een anode die klein is ten opzichte van de kathode wordt zeer sterk aangetast. Je kunt hierbij denken aan een aluminium klinknagel die twee metalen platen met elkaar verbind. In het omgekeerde geval is de corrosiesnelheid van de anode laag, zelfs als de betrokken metalen in de spanningsreeks ver van elkaar af staan, bijvoorbeeld een stalen bout die twee aluminium platen met elkaar verbind (anode groot en kathode klein). Galvanische corrosie

56 Meerkeuzevraag 4 (oefening)
In een staalplaat worden drie klinknagels aangebracht: èèn van aluminum, èèn van koper en èèn van nikkel. Bij welke combinatie zal bij galvanische corrosie het staal niet worden aangetast? Bij alle drie Bij de combinatie met de aluminium klinknagel Bij de combinatie met de klinknagel van nikkel Bij de combinatie met de koperen klinknagel

57 Hoe voorkom je galvanische corrosie
Galvanische corrosie is gemakkelijk te voorkomen door constructies die ondergedompeld moeten worden in een elektrolyt niet uit combinaties van meerdere materialen te maken. Is het combineren van metalen niet te vermijden, dan dient men de twee metalen elektrisch van elkaar te isoleren, zodat er geen elektrisch pad is waarlangs de elektronen van het ene naar het ander metaal kunnen stromen. Zie figuur. Galvanische isolatie van een bout

58 Opdracht 2.4 (practicumopdracht)
Benodigdheden 5 stalen spijkers, 1 stuk aluminiumfolie, 2 lengtes gestript koper van een elektrische draad 2 lengtes zilversoldeer Klein stukje schuurwol of fijn schuurpapier Een bak, groot genoeg voor alle spijkers zout Wat moet je doen: Maak alle spijkers schoon met schuurwol of fijn schuurpapier. Maak het zilversoldeer en het koper ook hiermee schoon. Vouw de aluminiumfolie rond de kop van een spijker, de koperdraad om de kop van de tweede spijker en het zilversoldeer om de kop van de derde spijker. Kijk of wikkeling goed vast zit om zeker te zijn dat er een goede verbinding is tussen de twee metalen. Om de vierde spijker zit niets. Wikkel vervolgens een lengte gestript koper om de lengte zilversoldeer. Zie figuur. Vervolg practicum zie volgende dia.

59 Opdracht 2.4 (practicumopdracht)
Vul de bak met warm water, en voeg twee theelepels zout toe en roer dit zolang tot het zout is opgelost in het water. Zet de bak ergens neer waar deze 24 uur ongestoord kan staan en waar je kunt observeren zonder de bak te verplaatsen. Plaats nu alle spijkers in het water (elektrolyt), en wees er zeker van dat ze elkaar niet raken. Het experiment moet eruit zien als de figuur hieronder. Observeer de bak met spijkers na twee uur en maak notities op het volgende blad over wat je ziet. Welke materialen zijn gecorrodeerd. En zo ja hoe ziet dat er uit. Is de een sneller gecorrodeerd dan de andere? Als je corrosie ziet welke kleur heeft dit dan? Geef de mate van corrosie een cijfer van 0 tot 5 (0 is geen corrosie, 5 is veel corrosie Doe dit zelfde ook weer na 12 tot 15 uur. Geef in eigen woorden aan waarom het ene materiaal meer corrodeert dan het andere. Maak hierbij gebruik van de potentiaalreeks. Maak ook foto’s van je experiment. Link naar de printversie van deze opdracht, maak deze en lever deze in bij de vakdocent

60 Nabespreking deel 2 Kwam de zelf opgezochte theorie overeen met deel 2? Geef aan waar de verschillen zaten. Konden de opdrachten zelfstandig worden uitgevoerd? Zijn de doelen bereikt? Hoe heb je jezelf georiënteerd? Hoe heb je deel 2 in zijn geheel aangepakt? (denk hierbij aan je oriëntatie en planning) Kon je de informatie gemakkelijk vinden? Stel voor jezelf een aantal verbeterpunten op. Hoe heb je aandacht besteedt aan de verbeterpunten van deel 1. Zet al deze punten op papier en lever dit in bij je docent

61 Deel 3: corrosiebestrijding
Doel deel 3: Bestrijden van corrosie Instructie: De vragen en opdrachten bij deel 3 maak je individueel. Neem deel 3 eerst globaal door en kijk wat je allemaal moet doen? Bestudeer daarna deel 3, de bestrijding van corrosie en verzamel leerboeken over corrosiebestrijding. Vraag hiernaar bij je docent. Kijk ook eens op het internet. Maak voor jezelf een planning (tijdpad) hoe je dit deel aan gaat pakken. Maak een afspraak met je docent voor een gesprek over de planning. Lever nadat je de vragen en opdrachten van deel 3 hebt gemaakt in bij je vakdocent en laat dit aftekenen op je beoordelingsformulier .

62 Beoordeling deel 3 Je wordt beoordeeld door je vakdocent. De beoordeling gebeurt op de volgende manier: Controleer voordat je het te beoordelen werk inlevert of je aan alle randvoorwaarden hebt voldaan. Je vakdocent controleert of je aan alle randvoorwaarden hebt voldaan. Alleen dan beoordeelt hij je werk. Het te beoordelen werk bestaat uit: Vragen Opdrachten Bewijzen die aantonen dat vastgelegde afspraken zijn nagekomen. Je vakdocent geeft per beoordelingscriterium zijn oordeel. Besprek met de vakdocent de uitkomst van de beoordeling. Klik hier voor een beoordelingsformulier van deel 3

63 Corrosiebestrijding Volgens het Nederlands Corrosie Centrum in Rotterdam wordt voor bestrijding van corrosie rekening gehouden met 3 a 4 procent van het bruto nationaal product per jaar. Voor een land als Nederland komt dat neer op een jaarlijks verlies van minstens vijf tot zeven miljard Euro. En dat zijn alleen nog maar de directe kosten, bestaande uit de vernietiging van kapitaal, gebruik van duurdere materialen en methoden om corrosie te voorkomen. De indirecte kosten bijvoorbeeld wegens een doorgeroest vat of een machine die niet meer kan draaien, bedragen misschien wel het dubbele. Detailopname van de afgebladderde verf en door corrosie aangetaste staalconstructie Gemetselde stenen pijler met daarop de door corrosie aangetaste brugconstructie.

64 Corrosiepreventie Op welke manieren kan corrosiepreventie worden uitgevoerd Door het grote aantal corrosieomgevingen waarin constructies en machines gebruikt worden en moeten werken, zijn er ook veel methoden ontwikkeld om ze tegen corrosie te beschermen. De actieve bescherming grijpt in in de reactieomstandigheden van het gebruikte materiaal of het corrosieve medium. De passieve bescherming zal het gebruikte materiaal afscheiden van het corrosieve medium door bijvoorbeeld een bepaalde laag op dat metaal aan te brengen. Corrosiebescherming is het belemmeren van elektronentransport Om het onderwerp corrosiebestrijding te bespreken moet er onderscheidt worden gemaakt tussen drie aspecten die elk ongeveer even zwaar wegen: de materiaalkeuze, de beheersing van de omgeving en het ontwerp. Zie figuur volgende dia.

65 Tegengaan van spleten Geen combinaties van metalen Corrosietoeslag Anodische bescherming Kathodische bescherming Werkwijze bij lassen pH Temperatuur Snelheid Concentratie Inhibitoren Reiniging Beluchting Deklagen Bekleding Warmtebehandeling Chemische behandelingen Corrosiegegevens Oppervlakteafwerking Factoren en methoden die van belang kunnen zijn bij corrosiebestrijding

66 Opdracht 3.1 Vraag 1: Geef aan wat actieve bescherming is en wat passieve bescherming. Geef van beide een voorbeeld. Vraag 2: Bij corrosiebestrijding moet er onderscheidt worden gemaakt tussen drie aspecten die elk ongeveer even zwaar wegen, noem de 3 aspecten. Vraag 3: Welk bedrag is men in Nederland jaarlijks kwijt aan corrosiebestrijding? Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

67 Corrosiebestrijding Ontwerp
Bij het ontwerpen van constructies kunnen we veel doen ter voorkoming van corrosie. Enkele aanbevelingen hiervan zijn: Zorg dat in een constructie geen plaatsen zijn waar regenwater of condenswater kan blijven staan. Ook verzamelplaatsen van vuil en stof kunnen de oorzaak zijn van het ontstaan van corrosie doordat dit vocht aantrekt. Vatbaarder voor corrosie Verbeterd

68 Corrosiebestrijding Vermijd het toepassen van verschillende materialen in één constructie die ver van elkaar afstaan in de edelheidsreeks. Als het niet anders kan dan moeten ze worden geïsoleerd ten opzichte van elkaar. A. onaanvaardbaar B. aanvaardbaar

69 Corrosiebestrijding Vermijd in een constructie het ontstaan van nauwe openingen en spleten door een juiste laskeuze. Vatbaarder voor corrosie Verbeterd

70 Meerkeuzevraag 5 (oefening)
In de tekening hieronder zie je een viertal lasconstructies. Waar zal de kans op corrosie het grootst zijn? Bij constructie 1 Bij constructie 2 Bij constructie 3 Bij constructie 4

71 Corrosiebestrijding Voorkom dat plaatsen in een constructie onbereikbaar zijn bij toekomstig onderhoud. Vatbaarder voor corrosie Verbeterd

72 Corrosiebestrijding Zorg dat bij toepassing van verschillende materialen het minst edele een groter oppervlak heeft ten opzichte van het edeler materiaal. Vermijd in leidingen scherpe bochten en vernauwingen. De turbulentie die dit met zich meebrengt bevordert namelijk corrosie. vermijd sterke plaatselijke verhitting omdat corrosie meestal snel met de temperatuurverhoging toeneemt. Bij verbindingen voorkeur geven aan gelaste verbindingen boven bouten of klinken. Bouten of klinken kan spleetcorrosie veroorzaken. Lichte aantasting van staal Sterke aantasting van staal

73 Corrosiebestrijding Ontwerp tanks, reactorvaten en dergelijke zodanig dat ze gemakkelijk te legen zijn. Zorg ervoor dat er bij het legen geen vloeistof achter kan blijven. Zorg voor een goede drainage Ontwerp op een dusdanige manier dat onderhoud en inspectie eenvoudig en goedkoop is uit te voeren. Zorg ervoor dat inspectie mogelijk is

74 Corrosiebestrijding Kathodische bescherming
Er kan bij het ontwerp ook gewerkt worden met kathodische bescherming. Kathodische bescherming kan op enkele manieren worden toegepast. Door het te beschermen onderdeel elektrisch te verbinden met onedeler metaal (opofferanode). Veel gebruikt bij ondergrondse tanks en schepen. Door middel van een inerte anode (bijv. titanium) en dan de elektronenstroom sturen door een uitwendige (gelijk)stroombron. (opgedrukte stroom) . Dit wordt actieve bescherming genoemd. Dit wordt soms gebruikt in opslagtanks zoals boilers. Kathodische bescherming van een boot met behulp van een opofferanode

75 Kathodische bescherming met behulp van opofferanode
Kathodische bescherming is een vorm van galvanische corrosie. Zoals in de figuur te zien is een ingegraven stalen tank via een geïsoleerde koperen geleider verbonden met de eveneens begraven anoden van bijvoorbeeld magnesium (of van een ander actief materiaal), zodat het anodemateriaal corrodeert terwijl de tank die immers de kathode vormt, gespaard blijft. De tank krijgt hierdoor een zo laag potentiaal dat corrosie stopt. Tank (kathode) anode meetkastje beschermstroom maaiveld voorzien van geschikte bekleding Kathodische bescherming in bodem

76 Meerkeuzevraag 6 (oefening)
Een ondergrondse stalen tank (met epoxy coating) wordt elektrisch geleidend verbonden met een stuk magnesium(legering). Hierdoor wordt: de tank de anode en gaat er een stroom lopen van het magnesium naar de tank. de tank de anode en gaat er een stroom lopen van de tank naar het magnesium. de tank de kathode en gaat er een stroom lopen van het magnesium naar de tank. de tank de kathode en gaat er een stroom lopen van de tank naar het magnesium.

77 Opdracht 3.2 Ga op zoek naar constructies waarbij geen rekening is gehouden met het aspect corrosie. Ga tevens op zoek naar constructies waarbij wel rekening is gehouden met aspect corrosie. Maak van beide foto’s en geef aan wat men bij de foute constructies verkeerd heeft gedaan. Jij bent specialist in corrosiebestrijding. Nu komt er een man bij je in het bedrijf en die heeft een probleem dat zijn boot veel last ondervindt van roest en met name aan het deel dat in het water ligt. Wat kan deze man volgens jou het beste doen. Voorzie hem van een aantal adviezen, voor wat hij het beste kan doen. De boot vaart enkel en alleen in zoet water. Maak hierbij gebruik van internet. Neem een plaat koper en een plaat staal. Monteer deze platen op elkaar op een manier zodat er geen galvanische corrosie kan ontstaan. Laat de uitgevoerde opdracht zien aan de je vakdocent. Druk op de link antwoordenblad en plak de foto’s op een A4 met argumentatie en lever deze in bij je vakdocent

78 Corrosiebestrijding Beheersing van de omgeving
Factoren zoals temperatuur, stroomsnelheid en concentratie van chemicaliën zijn belangrijk om van te voren te weten, maar er zij ook voor de handliggende factoren waarnaar gekeken moet worden. Zo blijkt het vaak nodig roestvast staal te gebruiken voor de opslag en transport van zoiets onschuldigs als gedistilleerd water. Opgeloste gassen kunnen de PH van gedistilleerd water tot 2 a'3 verlagen (pH waarde < 7 maakt water zuur. Het komt voor dat tanks voor organische oplossingen bezwijken als gevolg van corrosie. De meeste organische oplosmiddelen hebben geen effect op staal, maar het komt voor dat gechloreerde oplosmiddelen zeer lage concentraties water als verontreiniging bevatten, en daaruit kan in combinatie met het oplosmiddel zoutzuur ontstaan. Het is van cruciaal belang dat buizen en vaten die in contact komen met corrosieve stoffen regelmatig worden schoongemaakt.

79 Corrosiebestrijding met behulp van oppervlaktebehandeling
Mocht geen enkel betaalbaar in een corrosieve omgeving voldoen, dan kan een ontwerper oppervlaktebehandeling overwegen. Dit kunnen onder andere zijn: Deklagen van zink Organische deklagen Fosfateren Anodiseren leren Voor de bescherming tegen corrosie is het noodzakelijk dat deze laag volkomen afsluit tegen lucht en vocht en een hechte verbinding krijgt met het te beschermen oppervlak . Om een goede hechting te krijgen tussen bijvoorbeeld staal en de beschermlaag is het erg belangrijk dat het te beschermen oppervlak goed gereinigd wordt. Aanwezige roest, walshuid,olie, vocht of vuil moeten daarom grondig worden verwijderd. Als de reiniging niet goed plaatsvindt dan hecht de laag namelijk niet goed aan het metaal. Aantasting ter plaatse van het vuil vindt dan plaats, waardoor de beschermlaag loslaat.

80 Corrosiebestrijding met behulp van oppervlaktebehandeling
Het reinigen kan op verschillende manieren. Hieronder staat een tabel voor het reinigen. mechanisch Chemisch Borstelen Stralen Slijpen Schuren Vetvrij maken Voor vuil en roestverwijdering Brandbare oplosmiddelen: Benzine Petroleum Benzol Onbrandbare oplosmiddelen: Tetrachloorkoolstof Trichloorethyleen perchloorethyleen Beitsen voor staal: Zwavelzuur Zoutzuur Fosforzuur

81 Deklagen van zink Omdat zink als bedekkingsmetaal voor staalconstructies het meest gebruikt wordt zullen we de bedekkingsmethoden hoofdzakelijk in relatie tot zink behandelen. Zinklagen kunnen op staal worden aangebracht volgens de volgende methoden: thermisch verzinken sendzimir verzinken sherardiseren zinkspuiten elektrolytisch verzinken

82 Thermisch verzinken Het thermisch verzinken is een dompelproces waarbij constructies of constructiedelen korte tijd worden ondergedompeld in het vloeibare zink bij een temperatuur van 450 tot 465 ºC. Er vormt zich daarbij op het staal een zink-ijzerlegeringslaag, afgedekt door een zuivere zinklaag waarvan de totale laagdikte meestal ligt tussen de 50 en 150 µm. Om een goede hechting te verkrijgen moet het werkstuk in het bad blijven, totdat het de badtemperatuur heeft aangenomen. Het thermisch verzinken van kettingen Het thermisch verzinken van hekwerken

83 Sendzimir verzinken Het sendzimir verzinkproces noemen we ook wel continu thermisch verzinken. Bij dit proces wordt staalband na oxiderende en reducerend te zijn gegloeid continu verzinkt, waarbij zinklagen met een dikte van 15 tot 30 µm worden verkregen. Bandstaal en draad wordt vanaf de rol na een voorbehandeling door een bad met gesmolten zink geleid. Er vormt zich bij dit proces geen zink-ijzerlegeringslaag, kwalitatief is thermisch verzinken daarom beter.

84 Sherardiseren Het sherardiseren is een diffusieproces waarbij op stalen voorwerpen zink-ijzerlegeringslagen worden verkregen door de inwerking van zinkstof bij een temperatuur van ongeveer 400 ºC in een roterende trommel. Daarbij wordt een laagdikte van 25 tot 25 µm, afhankelijk van hoelang er getrommeld wordt. Het proces geeft een slijtvaste en roestwerende laag. Er worden voornamelijk kleine massaonderdelen als bouten, moeren, ringen en schroeven en dergelijke mee behandeld. Een gelijksoortig proces is alumineren waarbij in plaats van zinkstof aluminiumpoeder wordt gebruikt. Voorwerpen die met behulp van het sherardiseerproces zijn verzinkt.

85 Meerkeuzevraag 7 (oefening)
Bij sherardiseren ontstaat op het voorwerp een zink-ijzer-legeringslaag door: diffusie fluxen reducerend gloeien de roterende beweging

86 Zinkspuiten Bij het zinkspuiten, het zogenaamde schooperen wordt poeder met behulp van metalliseerpistolen op het vooraf gestraalde staaloppervlak gespoten. We kunnen dan een zinklaagdikte bereiken die tussen de 25 en 250 µm ligt. Deze methode wordt toegepast als de vorm of constructie (lasspanningen) zodanig is dat onderdompeling in een bad vervorming geeft, of als dat door afmeting niet mogelijk is. Bijna alle metalen lenen zich voor deze methode en ze kan op alle metalen worden toegepast. De beschermende metaallaag is poreus, dus een extra beschermende verflaag is nodig. Het zinkspuiten van stalen constructies

87 Meerkeuzevraag 8 (oefening)
Bij zinkspuiten wordt het zink aangebracht door: Het in gesmolten toestand op te spuiten Het in poedervorm op te spuiten. Het samen met een zuur op te spuiten Het vast te smelten na opbrengen

88 Elektrolytisch verzinken
Bij elektrolytisch verzinken wordt langs elektrolytische weg een zinklaag neergeslagen op het metaaloppervlak. Dit galvanische proces wordt galvaniseren genoemd. De zinklagen die met dit proces zijn aangebracht, hebben meestal een dikte die varieert van 1 tot 25 µm. De te beschermen producten moeten wel stroom kunnen geleiden. Als ze niet geleidend zijn, moeten ze geleidend worden gemaakt. Voorwerpen die een zinklaag hebben verkregen door elektrolytisch verzinken

89 Organische deklagen Bij organische deklagen hebben we het over producten die hun origine hebben in de natuur en dan vooral uit de olie. De bedoeling van al deze producten is het afsluiten van het metaal ten opzichte van de buitenlucht en corrosieve materialen. Afhankelijk van de omgeving en het type corrosieve materiaal moet bekeken worden welke beschermlaag voldoende is. Organische deklagen zijn onder te verdelen in 3 groepen: Olie en vet Bitumen Verf

90 Organische deklagen De verschillende producten hebben elk een verschillende toepassing. Zo worden olie en vet bijvoorbeeld gebruikt bij werkstukken en gereedschapsonderdelen, zoals het bed van een draaibank. Bitumen daarentegen is veel dikker dan olie of vet en wordt daarom bijvoorbeeld gebruikt om de onderkant van een auto te beschermen. Als laatste groep hebben we de verf. Deze groep is echter nog weer onder te verdelen in verschillende soorten verf. Olie of vet Onderkant van auto wordt beschermd met bitumen

91 Organische deklagen De verschillende soorten die binnen deze groep voorkomen zijn: Olieverven Alkydharsverven Chemisch resistente verven. Vinylharsverven Chloor-rubberverven Bitumineuzeverven Epoxyverven Polyurethaanverven Op constructiestaal bestaat een verfsysteem meestal uit een: grondlaag één of meer tussenlagen toplaag

92 Poedercaoten Poedercoatings zijn bij uitstek geschikt om staal, thermisch verzinkt staal of aluminium te voorzien van een corrosiewerende laag. Zeer belangrijk voor een coating is dat het een optimale hechting (voorbehandeling = stralen) heeft aan de ondergrond. Het moet een als goede basis dienen voor het verdere lakwerk. Bij poedercoaten wordt via elektrostatische weg poeder aangebracht op een al dan niet verzinkt werkstuk. Vervolgens wordt het werkstuk gemoffeld. De zeer duurzame coating die dan ontstaat, beschermt het onderliggende metaal en geeft het object een mooi, glanzend uiterlijk. Poedercaoten wordt via elektrostatische weg aangebracht

93 Poedercaoten Poedercoatings beschikken over goede mechanische eigenschappen. Ze zijn elastisch, stoot en slijtvast. Het maakt deze techniek uitstekend geschikt voor toepassing op plaatsen met een vehoogde kans op beschadiging zoals in trapportalen, openbare ruimten, hekwerken, lichtmasten etc. Het poedercoaten heeft een aantal eigenschappen die het gebruik erg voordelig maken. Deze eigenschappen zijn onder andere: Zeer duurzaam UV-bestendig Nagenoeg geen emissie-uitstoot (zeer milieuvriendelijk) Zeer fraaie afwerking van producten Poedercoaten wordt veelal toegepast bij hekwerken

94 Anodiseren Aluminium (legering) wordt door middel van anodiseren voorzien van een sterke, goed afsluitende oxidelaag. Dit vindt plaats nadat de oxidelaag is verwijderd in een bad met natronloog. De anodiseerlaag wordt verkregen langs elektrochemische weg. De weerstand tegen corrosie is aanzienlijk groter. Aluminium wordt ook vaak geanodiseerd, omdat het anders zwart afgeeft. Geanodiseerd aluminium in diverse kleuren

95 Fosfateren Fosfateren is het aanbrengen van een corrosiewerende fosfaatlaag. De werkstukken worden enkele uren blootgesteld aan een oplossing van fosforverbindingen. Hierdoor slaan fosfaten neer op het staal en vormen hechte verbindingen. Bij het fosfateren wordt de carrosserie ondergedompeld in een bad met verschillende fosfaatzoutoplossingen. Hierdoor ontstaat een kristallijne metalen fosfateringslaag op het plaatwerk van de carrosserie. Het resultaat hiervan is een optimale hechtondergrond plus bescherming tegen corrosie.

96 Meerkeuzevraag 9 (oefening)
Aluminium wordt wel geanodiseerd. De bedoeling hiervan is: Het aanbrengen van een corrosiewerende fosfaatlaag Het aanbrengen van een gekleurde oppervlaktelaag Het aanbrengen van een nieuwe, dichtere oxidehuid Het verhogen van de treksterkte van aluminium

97 Opdracht 3.3 Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen.
Vraag 1: Zinklagen kunnen op staal worden aangebracht volgens verschillende methoden, welke zijn dat? Vraag 2: Waarom is thermisch verzinken kwalitatief beter dan sendzimir verzinken. Vraag 3: Wanneer wordt sherardiseren toegepast. Vraag 4: Welk proces wordt ook wel galvaniseren genoemd. Vraag 5: Waar worden bitumen onder andere voor gebruikt. Vraag 6: Waar wordt poedercoaten veelal toegepast en noem tenminste 4 eigenschappen die dit proces voordelig maken Vraag 7: Wat is het doel van anodiseren. Opdracht: Een boer wil zijn hekken vervangen in zijn ligboxenstal. Hij is nogal handig en heeft deze zelf in elkaar gelast. Nu moet hij ze nog beschermen tegen corrosie, want in een stal kan het erg vochtig zijn. Welke manier van corrosiebestrijding zal hij het beste kunnen toepassen en waarom is dat zo. Maak gebruik van internet of maak een afspraak met een bedrijf die hierin is gespecialiseerd. Druk op de link antwoordenblad en maak de vragen. Lever deze vervolgens in bij je vakdocent

98 Einde deel 3 en tevens einde van het hoofdstuk corrosie
Kon de opdracht zelfstandig worden uitgevoerd? Zijn de doelen bereikt? Hoe heb je jezelf georiënteerd? Hoe heb je deel 3 in zijn geheel aangepakt? (denk hierbij aan je oriëntatie, werkvoorbereiding en planning) Kon je de informatie gemakkelijk vinden? Kwam de werkvoorbereiding overeen met de praktijk? Hoe heb je aandacht besteedt aan de verbeterpunten van deel 1 en deel 2? Zet al deze punten op papier en lever dit in bij je docent. Wanneer alle opdrachten zijn ingeleverd en goed zijn bevonden, dan ben je klaar met het hoofdstuk corrosie.

99 Einde van de module Corrosie