Tekst źródłowy strony Korozja elektrochemiczna

[[Plik:Stainless-steel-mild-steel.jpg|thumb|Skutki korozji atmosferycznej.<br />Stal (anoda) utlenia się wokół bardziej szlachetnych śrub (katody, redukcja tlenu). Rdza powstaje w wyniku wtórnej reakcji chemicznej między jonami powstającymi na obu elektrodach.]]
[[Plik:Corrosion galv principe pl.svg|thumb|Schemat ogniwa korozyjnego z depolaryzacją tlenową]]

'''Korozja elektrochemiczna''' – [[korozja]] [[metal (materiałoznawstwo)|metali]] spowodowana procesami [[elektrochemia|elektrochemicznymi]], zachodząca wskutek występowania różnych [[potencjał elektryczny|potencjałów]] na powierzchni korodującego obiektu znajdującego się w środowisku [[elektrolit]]u. W takiej sytuacji powstają [[ogniwo galwaniczne|ogniwa]] korozyjne, w których fragmenty powierzchni metalu o niższym potencjale są [[anoda]]mi – zachodzi na nich [[utlenianie]] metalu, przechodzącego do roztworu. Na [[katoda]]ch ogniw korozyjnych zachodzą reakcje [[redukcja (chemia)|redukcji]] tak zwanego [[depolaryzator]]a, którym jest często cząsteczkowy tlen z powietrza (depolaryzacja tlenowa) lub jony wodorowe (depolaryzacja wodorowa) ulegające redukcji do wodoru gazowego<ref name="Metalurgia">{{cytuj książkę|tytuł=Encyklopedia techniki; Metalurgia|wydawca=Wydawnictwo „Śląsk”|miejsce=Katowice|seria=1978| strony=255–261}}</ref><ref name="Leksykon NT A-O">{{cytuj książkę |tytuł = Leksykon naukowo-techniczny z suplementem| wydawca = [[Wydawnictwa Naukowo-Techniczne|WNT]]| tom= A-O |miejsce = Warszawa| rok = 1989| strony = 392–393| isbn = 83-204-0969-1}}</ref><ref name="ET Materiałoznawstwo">{{cytuj książkę|tytuł=Encyklopedia techniki, Materiałoznawstwo|wydawca=Państwowe Wydawnictwo Naukowe|miejsce=Warszawa|data=1969|strony=269–271|isbn =}}</ref><ref name="Surowska">{{cytuj książkę|nazwisko=Surowska|imię=Barbara|tytuł=Wybrane zagadnienia z korozji i ochrony przed korozją|url=http://bc.pollub.pl/Content/254/korozja.pdf|wydawca=Politechnika Lubelska|miejsce=Lublin|data=2002|strony=1–143}}</ref>.

Różnice między potencjałami poszczególnych fragmentów korodującej powierzchni mogą być związane z różnicami<ref name="Surowska" /><ref name="Klinow">{{cytuj książkę|nazwisko=Klinow|imię=I.J. |tytuł=Korozja i tworzywa konstrukcyjne|wydawca=Wydawnictwo Naukowo-Techniczne|miejsce=Warszawa|data=1963}}</ref><ref name="Wranglen">{{cytuj książkę|nazwisko=G. Wranglen|imię=G. |tytuł=Podstawy korozji i ochrony metali|wydawca=Wydawnictwo Naukowo-Techniczne|miejsce =Warszawa |data=1969}}</ref>:
* [[skład chemiczny|chemicznego składu]] [[stop metali|stopu]]
* zagęszczenia i rodzaju [[defekty sieci krystalicznej|defektów]] [[sieć krystaliczna|sieci krystalicznej]] stopu (naprężenia wewnętrzne)
* wielkości i rodzaju [[naprężenie|naprężeń]] spowodowanych zewnętrznym [[obciążenie fizyczne|obciążeniem]]
* chemicznego składu elektrolitu (np. stopnia napowietrzenia i zasolenia [[wody gruntowe]]j).

W wielu przypadkach kierunek przemian i ich szybkość zależą również od innych czynników, na przykład oddziaływań fizycznych (m.in. zewnętrznego [[pole elektryczne|pola elektrycznego]], promieniowania) lub mikrobiologicznych.

== Mechanizm korozji elektrochemicznej ==
Mechanizm korozji elektrochemicznej wynika z podstawowych cech dwóch kontaktujących się ośrodków<ref name="Metalurgia" /><ref name="Leksykon NT A-O" /><ref name="ET Materiałoznawstwo" /><ref name="Surowska" /><ref name="Klinow" /><ref name="Wranglen" />:
* korodujący metal jest przewodnikiem elektryczności, przy czym jego powierzchnia nigdy nie jest całkowicie jednorodna (zróżnicowane [[potencjał standardowy|potencjały standardowe]])
* woda, w której metal koroduje (w tym wilgoć gleby i gazów, np. powietrza atmosferycznego), nie jest chemicznie czysta – jest roztworem różnych elektrolitów, czyli wykazuje [[przewodnictwo jonowe]], zależne od stężenia i [[ruchliwość|ruchliwości]] zawartych w nim jonów
[[Plik:Rust on iron.jpg|thumb|Rdza na stali]]
[[Plik:Hancoin1large.jpg|thumb|Chińska moneta z I wieku pokryta patyną]]
W przypadku wystąpienia różnicy między potencjałami fragmentów powierzchni metalu powstają ogniwa galwaniczne, nazywane ogniwami korozyjnymi, w których:
* na fragmentach o niższym potencjale ([[anoda]]ch) zachodzą reakcje [[Utlenianie|utleniania]], na przykład:
:{{chem2|Me -> Me+ + e−}}
:: gdzie Me = metal
* na fragmentach o wyższym potencjale ([[katoda]]ch) zachodzą reakcje [[Redukcja (chemia)|redukcji]], na przykład:
:{{chem2|H2O + ½O2 + 2e– -> 2OH−}}
:{{chem2|2H+ + 2e− -> H2↑}}
* elektrony przemieszczają się od anody w kierunku katody przez korodujący metal ([[przewodnictwo elektronowe]], I rodzaju)
* aniony przenoszą odpowiednią ilość ujemnych ładunków w kierunku od katody do anody ([[przewodnictwo jonowe]], elektrolityczne, II rodzaju)
* [[produkt reakcji|produkty reakcji]] elektrodowych mogą wchodzić w roztworze w reakcje wtórne, w których mogą powstawać nierozpuszczalne związki, tworzące warstwy o różnej szczelności, jak [[rdza]] na [[stal|stopach żelaza]] lub [[patyna]] (śniedź) na [[stopy miedzi|stopach miedzi]], na przykład:
:{{chem2|Fe + ½O2 -> FeO}}
:{{chem2|Fe(2+) + 2H2O -> Fe(OH)2 + 2H+}}
:{{chem2|Fe(3+) + 3OH− -> Fe(OH)3}}
:{{chem2|Fe(OH)3 -> FeO(OH) + H2O}}
:{{chem2|2FeO(OH) -> Fe2O3 + H2O}}
:{{chem2|4Cu(2+) + SO4(2−) + 6OH− -> CuSO4*3Cu(OH)2}}

== Elementy termodynamiki ==
[[Plik:Galvanska vrsta-morska voda pl.svg|thumb|Uproszczony [[szereg napięciowy metali|szereg napięciowy]]<br />Porównanie odporności metali na korozję w wodzie morskiej]]
Stopień potencjalnej odporności metalu na korozję elektrochemiczną wyraża jego pozycja w [[szereg napięciowy metali|szeregu napięciowym]], zależna od [[potencjał standardowy|potencjału standardowego]], ''E<sup>0</sup>''. Więcej informacji uzyskuje się, obliczając wartości [[równowaga termodynamiczna|równowagowych]] [[potencjał elektrody|potencjałów elektrod]] ogniw korozyjnych, w oparciu o [[równanie Nernsta]]. W uproszczeniu (dla T = 298 K i roztworów rozcieńczonych) jest ono stosowane w formie<ref name="Kortüm">{{cytuj książkę|autor=Gustaw Kortüm|tytuł=Elektrochemia| wydawca=Państwowe Wydawnictwo Naukowe|miejsce=Warszawa|data=1970}}</ref><ref name="Pourbaix">{{cytuj książkę|nazwisko=Pourbaix|imię=Marcel |tytuł=Wykłady z korozji elektrochemicznej|wydawca=Państwowe Wydawnictwo Naukowe|miejsce=Warszawa|data=1978}}</ref><ref name="Basiński">{{cytuj książkę |nazwisko = Basiński |imię = Antoni |nazwisko2 = Bielański |imię2 = Adam |nazwisko3 = Gumiński |imię3 = Kazimierz |autor4 = i inni | tytuł = Chemia fizyczna | wydanie = 3 | wydawca = Państwowe Wydawnictwo Naukowe| miejsce = Warszawa | rok = 1966|strony = 756–816}}</ref><ref name="Bursa">{{cytuj książkę |nazwisko = Bursa| imię = Stanisław | tytuł = Chemia fizyczna | wydanie = 2| wydawca = Państwowe Wydawnictwo Naukowe| miejsce = Warszawa | rok = 1979|strony = 734–787| isbn = 83-01-00152-6}}</ref>:

: <math>
E = E^0 + \frac{0.0591}{z} \log\frac{[\mbox{ox}]}{[\mbox{red}]}
</math>

gdzie: ''E<sup>0</sup>'' – potencjał standardowy, ''z'' – liczba elektronów wymienianych w [[reakcja połówkowa|reakcji połówkowej]], ''[red]'' i ''[ox]'' – [[stężenie molowe|stężenia molowe]] formy zredukowanej i utlenionej.
[[Plik:Fe-pourbaix-diagram.svg|thumb|Wykres Pourbaix dla żelaza]]
<br />Środowisko umowne: brak innych anionów poza OH<sup>−</sup>, stężenie jonów 0,001 mol/kg wody,<br />temperatura 25&nbsp;°C<ref name="Pourbaix Fe">{{cytuj stronę|url=http://www.corrosion-doctors.org/Corrosion-Thermodynamics/Potential-pH-diagram-iron.htm|tytuł=Corrosion Thermodynamics: Potential-pH-diagram: iron|opublikowany=www.corrosion-doctors.org|data dostępu=2011-04-29}}</ref>

W ogniwach korozyjnych zachodzą lub mogą zachodzić różne reakcje utleniania i redukcji każdego z metali. Każdą z tych reakcji charakteryzuje inne równanie Nernsta lub odpowiedni wykres: prostoliniowa zależność potencjału od logarytmu ze stężenia określonego jonu (np. powstającego w reakcji utleniania).

Na [[wykres Pourbaix|wykresach Pourbaix]], dotyczących elektrochemicznej korozji różnych czystych metali, są przedstawiane zależności potencjałów wszystkich prawdopodobnych reakcji utleniania tych metali od [[Skala pH|pH]] roztworu. Najbardziej popularne są wykresy, na których proste odpowiadają stężeniom 10<sup>−6</sup> gramoatomu/litr. To stężenie uznano za umowną granicę między obszarem korozji metalu i obszarem odporności (termodynamicznie trwały metal) lub potencjalnej [[pasywacja|pasywacji]] (termodynamicznie trwały stały produkt reakcji)<ref name="Pourbaix" /><ref name="Pourbaix Fe " /><ref name="Pourbaix Al">{{cytuj stronę|url=http://www.corrosion-doctors.org/Corrosion-Thermodynamics/Potential-pH-diagram-aluminum.htm|tytuł=Corrosion Thermodynamics; Potential-pH-diagram: aluminum|opublikowany=www.corrosion-doctors.org|język=en|data dostępu=2011-04-29}}</ref>.

Możliwość zajścia odpowiedniej reakcji anodowej w ogniwie korozyjnym zależy od położenia odpowiadającej jej linii względem dwóch prostych, które opisują katodowe reakcje redukcji jonów wodorowych (depolaryzacja wodorowa) i cząsteczkowego tlenu (depolaryzacja tlenowa). Są one często oznaczane literowymi symbolami, odpowiednio: ''a'' i ''b''. Pomiędzy nimi mieści się tak zwany obszar termodynamicznej trwałości wody, powyżej obszar trwałości cząsteczkowego tlenu, a poniżej obszar trwałości gazowego wodoru<ref name="Pourbaix" /><ref name="Pourbaix Fe " />.

<gallery widths="125" heights="80" perrow="4">
Plik:Cu-pourbaix-diagram.svg| Wykres Pourbaix dla [[miedź|Cu]]
Plik:Au-pourbaix-diagram.svg| Wykres Pourbaix dla [[złoto|Au]]
Plik:D-pourbaix-Al.svg| Wykres Pourbaix dla [[aluminium|Al]]<ref name="Pourbaix Al" />
Plik:Titanium in water Pourbaix diagram.png| Wykres Pourbaix dla [[tytan (pierwiastek)|Ti]]
</gallery>

== Elementy kinetyki ==
Wykresy Pourbaix dotyczą stanu [[równowaga termodynamiczna|równowagi termodynamicznej]] (ogniwo otwarte) – pozwalają przewidywać kierunki reakcji, które mogą zachodzić na powierzchni korodującego metalu. W rzeczywistych warunkach ogniwa pracują w obwodzie zamkniętym. Im większa jest szybkość reakcji i odpowiadająca jej gęstość prądu na elektrodzie (natężenie odniesione do powierzchni jednostkowej), tym bardziej jej potencjał różni się od równowagowego. Przyczyną różnic jest ograniczona szybkość reakcji chemicznych, przemian fazowych oraz dyfuzji, dzięki której [[substrat (chemia)|substraty]] docierają do strefy reakcji, a [[produkt reakcji|produkty]] ją opuszczają<ref name="Kortüm" /><ref name="Pourbaix" /><ref name="Basiński" /><ref name="Bursa" />.

Wskutek [[polaryzacja elektrod|polaryzacji elektrod]] występuje [[nadnapięcie]], nazywane aktywacyjnym, stężeniowym lub oporowym (zależnie od wywołującej je przyczyny).
Wpływ polaryzacji elektrod na szybkość korozji jest przedstawiany na [[Wykres Evansa|wykresach Evansa]]. Wykresy sporządza się w układzie współrzędnych: potencjał elektrody – logarytm z gęstości prądu (log ''i'')<ref name="agh cw4">{{cytuj stronę|url=http://web.archive.org/web/20110302062448/http://www.chemia.odlew.agh.edu.pl:80/chemia_fiz/cw4_korozja.pdf|tytuł=Chemia fizyczna; ćwiczenie IV: Korozja i pasywacja metali|autor=Bogusław Mazurkiewicz|praca=skrypt AGH| archiwum = http://web.archive.org/web/20110302062448/http://www.chemia.odlew.agh.edu.pl:80/chemia_fiz/cw4_korozja.pdf | zarchiwizowano = 2011-03-02| data dostępu = 2017-03-08}}</ref>.
<gallery widths="125" heights="80" perrow="4">
Plik:Evans diagr principle.svg|Wykres Evansa. [[Nadnapięcie]], prąd korozyjny i potencjał korozyjny
Plik:Evans diagr principle 2.svg|Wykres Evansa. Szybkość korozji kontrolowana przez [[rezystancja|rezystancję]]
Plik:Evans diagr 1.svg|Wykres Evansa. Szybkość korozji cynku – wpływ dodatków stopowych na nadnapięcie H<sub>2</sub><ref name="agh cw4" />
Plik:Evans diagr 2.svg|Wykres Evansa. Szybkość korozji żelaza – wpływ stężenia tlenu na katodach<ref name="agh cw4" />
</gallery>

Nachylenie krzywych potencjału elektrody jest tym większe, im silniejsza jest jej polaryzacja. Linie potencjałów obu elektrod (katody i anody) przecinają się w punkcie, którego położenie wskazuje „potencjał mieszany” korodującego metalu (po wyrównaniu wartości prądu anodowego i katodowego) oraz maksymalną wartość natężenia prądu, która jest miarą szybkości korozji (niemierzalny „prąd korozyjny”). Obie linie nie osiągają punktu przecięcia w tych przypadkach, gdy o szybkości korozji decyduje [[rezystancja]] elementów obwodu elektrycznego (np. oporność styku między katodą i anodą)<ref name="Klinow" /><ref name="Wranglen" /><ref name="Surowska" /><ref name="agh cw4" />.

W przypadkach korozji w naturalnym środowisku największą rolę odgrywa polaryzacja stężeniowa elektrody tlenowej. W bezpośrednim otoczeniu konstrukcji (znajdującej się, na przykład, w wodzie morskiej lub w gruncie) tlen jest szybko wyczerpywany w katodowej reakcji depolaryzacji tlenowej, po czym o szybkości korozji decyduje szybkość dyfuzji tlenu z atmosfery do powierzchni metalu (potencjał anody jest niemal nieistotny).

== Makroogniwa korozyjne ==
=== Korozja kontaktowa (stykowa) ===
[[Plik:Zinkanode-nieuw.jpg|thumb|Śruba statku jest katodą w stosunku do sąsiednich powierzchni steru i poszycia rufy, które wymagają intensywnej [[ochrona metali przed korozją|ochrony przed korozją]]]]
[[Plik:Korozja wodnicy.svg|thumb|Ogniwa różnego napowietrzenia – korozja [[wodnica (okrętownictwo)|wodnicy]]]]
Makroogniwami korozyjnymi mogą być wieloelementowe urządzenia przemysłowe, na przykład [[Instalacja wodociągowa|instalacja wodna]], most, [[instalacja okrętowa]], [[sieć trakcyjna]]. Jeżeli poszczególne stykające się elementy instalacji znajdującej się w wodzie, wilgotnym gruncie lub powietrzu są wykonane z różnych metali, powstaje ogniwo stykowe (kontaktowe). Zniszczeniu ulega metal mniej szlachetny, zwłaszcza w pobliżu styku. Charakterystycznymi makroogniwami korozyjnymi są miejsca połączeń elementów konstrukcji wytworzonych z jednakowych materiałów (np. połączenia odcinków rurociągów lub blach [[Poszycie statku wodnego|poszycia]] statków). [[połączenie spawane|Spawy]], [[połączenie nitowe|nity]] lub [[połączenie śrubowe|śruby]] wykonane ze stopu mniej szlachetnego niż łączone elementy mogą stać się anodami ogniwa. Ze względu na ich małą powierzchnię w stosunku do powierzchni katod natężenie prądu anodowego jest wtedy bardzo duże, co oznacza dużą szybkość rozpuszczania złącza. Jeżeli są wykonane z metalu bardziej szlachetnego, stają się katodami ogniwa. Łączone blachy są anodami o dużej powierzchni, dzięki czemu szybkość rozpuszczania się metalu, odniesiona do jednostki powierzchni, jest niewielka<ref name="Klinow" /><ref name="Wranglen" /><ref name="Surowska" />.

=== Ogniwa różnego napowietrzenia ===
[[Plik:Corrosion galv princ 2.svg|thumb|Nieszczelność szlachetnej powłoki ochronnej jako przyczyna [[korozja wżerowa|wżeru]]]]
Różnice potencjałów na powierzchni metali umieszczonych w wodzie lub w gruncie są często skutkiem różnego napowietrzenia. Na fragmentach powierzchni, do których dostęp tlenu jest swobodny, zachodzą reakcje depolaryzacji tlenowej (katodowe), a korozyjne ubytki metalu pojawiają się w ich pobliżu (anodowe utlenianie metalu). Charakterystycznym przykładem jest korozja [[Wodnica (okrętownictwo)|linii wodnej statków]] morskich, wzdłuż której przebiega granica między strefą zbryzgiwania natlenioną [[woda morska|wodą morską]], a strefą całkowicie zanurzoną w wodzie (miejsca anodowe). Analogicznie jest tłumaczone zjawisko korozji rurociągów, które są ułożone w gruncie o różnej wilgotności i porowatości. Odcinki rurociągu znajdujące się w piaszczystych warstwach [[profil glebowy|profilu glebowego]] są napowietrzone lepiej od tych, które są w warstwie gliniastej<ref name="Surowska" /><ref name="Klinow" /><ref name="Wranglen" />.

Zróżnicowanie dostępu tlenu do różnych fragmentów powierzchni metalu odgrywa również rolę w procesie korozji podpowierzchniowej. Są to procesy zróżnicowane i złożone. W przypadku gdy powierzchniowa warstwa metalu jest uszlachetniona w stosunku do warstw głębszych (np. [[powłoka galwaniczna]], pokrycie malarskie), jej uszkodzenia odsłaniają fragmenty, które stają się małymi anodami kontaktującymi się z dużymi katodowymi powierzchniami powłoki. Może to być przyczyną powstawania głębokich [[korozja wżerowa|wżerów]] lub rozprzestrzeniania się korozji pod warstwą powłoki. Utrudniony dostęp tlenu do wnętrza wżeru lub szczeliny pod powłoką zwiększa szybkość anodowego utleniania metalu w tych miejscach. Czynnikiem dodatkowym jest powstawanie stałych produktów reakcji wtórnych u wylotu ze szczelin i wżerów (dodatkowe ograniczenie dostępu tlenu).

=== Korozja naprężeniowa ===
W skali pracującej konstrukcji rolę odgrywa rozkład naprężeń:
* roboczych, związanych z charakterem [[obciążenie fizyczne|obciążeń]] (miejsca wystąpienia naprężeń rozciągających są mniej szlachetne – stają się anodami ogniw korozyjnych)
* pozostałych po procesach wytwarzania wyrobów (np. [[obróbka plastyczna]], tj. [[cięcie (proces technologiczny)|cięcie]], [[gięcie]], [[tłoczenie (obróbka plastyczna)|tłoczenie]], [[walcowanie]]).
<gallery widths="120" heights="120" perrow="4">
Plik:US Navy 070703-N-5334H-027 Sailors from amphibious command ship USS Blue Ridge (LCC 19) help restore the side of 62-year-old ship HMAS Diamantina at the Queensland Maritime Museum's dry dock during a community relations project.jpg|Korozja [[wodnica (okrętownictwo)|linii wodnej]] statków – skutki różnic napowietrzenia wody
Plik:Flaking paint on rusting metal.jpg|Defekty powłoki ochronnej jako anody ogniw korozyjnych
Plik:Corroding iron machinery at old White Island sulphur mine 2.jpg|Charakter zniszczeń spowodowanych naprężeniami po obróbce
Plik:Ornate Lamp - Eglinton.jpg|Przykład przyspieszonej korozji w miejscu gięcia
</gallery>

=== Specyficzne rodzaje makroogniw korozyjnych ===
[[Plik:BRS corrosion.svg|thumb|Korozja stali w warunkach beztlenowych z udziałem bakterii redukujących siarczany (BRS)]]
[[Plik:Korozja elektrolityczna.svg|thumb|Korozja elektrolityczna rurociągu pod wpływem [[prąd błądzący|prądów błądzących]]]]
Powstawanie ogniw korozyjnych w naturalnym środowisku jest procesem złożonym, w którym ważną rolę odgrywają specyficzne czynniki biologiczne i fizyczne.

Zjawiskiem dobrze zbadanym jest korozja zachodząca w warunkach beztlenowych z udziałem {{link-interwiki|Q=Q648314|Bakterie redukujące siarczany|tekst=bakterii redukujących siarczany}} (BRS). Jest to jedna z głównych przyczyn niszczenia kadłubów statków, platform wiertniczych, rurociągów podziemnych, instalacji hydrotechnicznych itp.<ref name="BRS Szczerba">{{cytuj |autor =Joanna Szczerba, Zofia Dzierżewicz|tytuł= Implikacje kliniczne związane z obecnością bakterii redukujących siarczany (BRS) w organizmie człowieka i zwiarząt oraz ich wpływ na środowisko naturalne| url=http://www.pm.microbiology.pl/web/archiwum/vol4722008097.pdf|czasopismo=Postępy Mikrobiologii |numer=2|wolumin=47|s=97–110| data=2008| data dostępu = 2023-07-02 }}</ref><ref name="BRS corrosion">{{cytuj | autor = Hang T. Dinh, Jan Kuever, Marc Mußmann, Achim W. Hassel, Martin Stratmann, Friedrich Widdel | tytuł = Iron corrosion by novel anaerobic microorganisms | czasopismo = Nature | data = 2004-02 | data dostępu = 2023-07-02 | wolumin = 427 | numer = 6977 | s = 829–832 | doi = 10.1038/nature02321 | język = en | dostęp = z}}</ref>

BRS odgrywają ważną rolę w biogeochemicznym obiegu [[Siarka|siarki]]. Są odpowiedzialne np. za czarną barwę i dużą zawartość [[Siarkowodór|siarkowodoru]] w warstwie dennej [[Morze Czarne|Morza Czarnego]]. Metabolizują ponad 50% organicznego [[detrytus (ekologia)|detrytusu]]. Są wykorzystywane do usuwania czarnego nalotu [[Siarczany|siarczanów]] z powierzchni z prehistorycznych [[Malarstwo jaskiniowe|malowideł naskalnych]]. Rozważa się możliwości ich wykorzystywania w procesach likwidacji odpadów wprowadzanych do środowiska. Udział BRS w procesach korozji jest dokładnie zbadany. W obecności siarczanów BRS wytwarzają [[siarczki|jony siarczkowe]] ({{chem2|S(2−)}}). W ich reakcji z jonami {{chem2|Fe(2+)}}, powstającymi w reakcjach anodowego utleniania stali, powstaje [[siarczek żelaza(II)]], FeS<ref name="BRS Szczerba" /><ref name="BRS corrosion" />. Nie dochodzi do zahamowania korozji wskutek polaryzacji stężeniowej.

Do przyspieszenia korozji metali w środowisku naturalnym przyczyniają się również inne [[Mikroorganizm|mikroorganizmy]] oraz inne organizmy [[edafon]]u, zmieniające na przykład przepuszczalność gruntu dla powietrza i wody lub powodujące lokalne zakwaszenie.

Przykładem korozji zachodzącej pod wpływem czynników fizycznych jest korozja elektrolityczna, zachodząca w gruncie, w którym występują [[prąd błądzący|prądy błądzące]] (np. korozja rurociągów ciepłowniczych układanych pod trakcją elektryczną). Prądy błądzące mogą mieć również pochodzenie naturalne. Mogą też być spowodowane działaniem systemów aktywnej katodowej ochrony przed korozją sąsiednich instalacji podziemnych<ref name="kor elektrolit rur">{{cytuj |autor =Marek Żebrowski, Józef Dąbrowski|tytuł=Ochrona rurociągów ciepłowniczych przed korozją elektrolityczną powodowaną oddziaływaniem prądów błądzących|archiwum=https://web.archive.org/web/20110107080120/https://www.spec.waw.pl/download?file=/user_files/obrc_publikacje/4_10_ochrona_przed_pradami.pdf|czasopismo=Ciepłownictwo|wolumin=9/2010|s=31–34}}</ref>.

Wśród innych rodzajów korozji elektrochemicznej, której przebieg jest uzależniony od czynników fizycznych, jest wymieniana na przykład<ref name="Metalurgia" />:
* [[korozja cierna]] – współdziałanie środowiska korozyjnego i tarcia
* [[korozja zmęczeniowa]] – współdziałanie korozji elektrochemicznej i naprężeń szybkozmiennych
* [[korozja kawitacyjna]] – współdziałanie środowiska korozyjnego i sił [[kawitacja|kawitacji]].

[[Plik:Intergranular corrosion.JPG|thumb|220px|[[Korozja międzykrystaliczna]]]]
[[Plik:Gefuege Primaer A und Eutektikum.png|thumb|220px|Primer A w otoczeniu [[eutektyka|eutektyki]] AB]]
[[Plik:Gefuege Primaer B und Eutektikum.png|thumb|220px|Primer B w otoczeniu eutektyki AB]]
[[Plik:Primery A i B w AB.svg|thumb|200px|Ziarna A(B) i B(A) w otoczeniu eutektyki]]

== Mikroogniwa korozyjne ==
Mikroogniwa korozyjne powstają wskutek występowania różnic chemicznego składu [[faza termodynamiczna|faz]] w wielofazowych stopach metali oraz zróżnicowania naprężeń w skali mikroskopowej (pomiędzy ziarnami tworzącymi [[struktura metalu|strukturę metalu]] oraz w ramach ziaren).

Struktura stopów jest kształtowana w procesach [[Obróbka cieplna metali|obróbki cieplnej]] i [[obróbka plastyczna|plastycznej]]. Zabiegi są prowadzone w celu zwiększenia wytrzymałości (zmniejszenia [[plastyczność|plastyczności]], [[wzmocnienie (metalurgia)|wmocnienia]]). Ich istotą jest otrzymywanie struktur drobnoziarnistych, w których występują liczne [[defekty sieci krystalicznej]]. Powoduje to zwykle zmniejszenie odporności na korozję elektrochemiczną.

Miejscem kumulacji defektów sieci i związanych z nimi naprężeń są granice ziaren, które mają w związku z tym niższe potencjały standardowe od wnętrza ziaren. Jest to przyczyną groźnej [[korozja międzykrystaliczna|korozji międzykrystalicznej]], która pojawia się bez ostrzegawczych objawów (warstwa rdzy, spadek masy).

W stopach wielofazowych katodami i anodami mikroogniw korozyjnych są ziarna faz o różnym składzie chemicznym, typie sieci i liczbie defektów. W przypadku [[stop żelaza z węglem|stopów żelaza z węglem]] (stal, [[staliwo]], [[żeliwo]]) mogą to być na przykład ziarna [[austenit]]u, [[ferryt]]u, [[cementyt]]u ({{chem2|Fe3C}}) i [[martenzyt]]u.

W czasie chłodzenia austenitu zawierającego mniej niż 0,77% C, w jego strukturze powstają początkowo stosunkowo duże ziarna ferrytu (primer A), które w temperaturze [[eutektoid]]alnej przemiany [[perlit (metalurgia)|perlitycznej]] otaczają się drobnoziarnistą mieszaniną ferrytu i cementytu ({{chem2|Fe3C}}). Przemiana, zachodząca w czasie chłodzenia austenitu zawierającego więcej niż 0,77% węgla, zaczyna się od powstawania stosunkowo dużych ziaren cementytu (primer B), które następnie otaczają się perlitem.

Struktury obu uzyskiwanych stopów (stali pod– i nadeutektoidalnej) różnią się rozmieszczeniem i wielkością ziaren węgliku, które są potencjalnymi katodami mikroogniw korozyjnych. Te opisane, jak i inne otrzymywane w różnych [[przemiana fazowa|przemianach fazowych]], stopy wielofazowe ulegają [[korozja selektywna|korozji selektywnej]], polegającej na wymywaniu mniej szlachetnych składników struktury.

Jeżeli przed osiągnięciem temperatury [[Przemiana eutektyczna|przemiany eutektycznej]] stopu A+B krystalizują [[roztwór stały|roztwory stałe]] B w A i A w B [symbole A(B) i B(A)], zróżnicowanie chemicznego składu faz może wystąpić już w ramach pojedynczych ziaren. Wnętrze ziarna roztworu stałego, np. A(B), które krystalizowało w wyższej temperaturze, zawiera więcej B niż warstwy zewnętrzne, kolejno dobudowywane w czasie chłodzenia (zgodnie z [[wykres fazowy|wykresem równowagi]]). Stężenie nie wyrównuje się ze względu na małą szybkość dyfuzji w fazie stałej. Analogicznie wnętrze ziaren B(A) w stopach nadeutektycznych jest bogatsze w składnik A. W efekcie w polu przekroju ziarna obu rodzajów stopów mogą występować strefy o różnym składzie i naprężeniach wewnętrznych, a więc o różnym potencjale standardowym.

Zróżnicowanie potencjałów elektrycznych w skali mikroskopowej jest powodowane również kumulowaniem się naprężeń spowodowanych obciążeniem zewnętrznym ([[korozja naprężeniowa]]) lub powstawaniem defektów sieci pod wpływem promieniowania ([[korozja radiacyjna]] lub [[korozja jądrowa|jądrowa]] – korozyjne oddziaływanie produktów [[radioliza|radiolizy]] lub oddziaływanie strumieni neutronów w [[reaktor jądrowy|reaktorach jądrowych]]).

== Ochrona metali przed korozją elektrochemiczną ==
{{osobny artykuł|Ochrona anodowa|Ochrona katodowa}}
Zmniejszanie strat spowodowanych elektrochemiczną korozją metali polega na zmniejszaniu prawdopodobieństwa powstawania ogniw korozyjnych (w skali makro- i mikroskopowej) oraz na stosowaniu:
* powłok ochronnych ([[powłoki metaliczne|metalicznych]] i niemetalicznych)
* metod ochrony galwanicznej lub elektrolitycznej (katodowej i anodowej)
* [[Inhibitor korozji|inhibitorów korozji]].

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Bibliografia ==
* {{cytuj |archiwum=https://web.archive.org/web/20110722204806/http://www.jcse.org/|praca=The Journal of Corrosion Science and Engineering |tytuł=[Artykuły dot. różnych aspektów korozji] |język=en}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Korozja]]
[[Kategoria:Elektrochemia]]