Διάβρωση είναι η αποδόμηση ενός υλικού διαμέσου χημικής αντίδρασης με το περιβάλλον.
Η διάβρωση ξεκινά και διαδίδεται μέσω ενός "κελιού διάβρωσης" όπως αποκαλείται. Το κελί διάβρωσης είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα το οποίο μεταφέρει ιόντα και ηλεκτρόνια μεταξύ δύο αντίθετα φορτισμένων ηλεκτροδίων. Τα τυπικά στοιχεία του κελιού είναι τα εξής
Ηλεκτρόδια: Τα ηλεκτρόδια μπορεί να είναι δύο διαφορετικά μέταλλα, ή δύο διαφορετικές μεταλλικές φάσεις του ιδίου κράματος, ή προσμίξεις μέσα σε ένα κράμα. Επίσης το ίδιο κομμάτι μετάλλου εκτεθειμένο σε δύο διαφορετικές συνθήκες μπορεί να αποτελέσει ταυτόχρονα και άνοδο και κάθοδο. Σε ένα κελί διάβρωσης, το ένα μέταλλο είναι πάντα πιο ευγενές από το άλλο, είναι θετικά φορτισμένο, ονομάζεται άνοδος, και υπόκειται σε διάβρωση. Η κάθοδος είναι αρνητικά φορτισμένη ως προς την κάθοδο και δεν διαβρώνεται.
Ηλεκτρική επαφή: Εμφανίζεται όταν η κάθοδος έρχεται σε επαφή με την άνοδο, είτε απευθείας, είτε μέσω ενός εξωτερικού ηλεκτρικού αγωγού (σύρμα, βίδα, υποστύλωμα, σύστημα ανάρτησης). Η μεταλλική επαφή επιτρέπει τη μεταφορά ηλεκτρονίων από την άνοδο στην κάθοδο.
Ηλεκτρολύτης: Η διάβρωση λαμβάνει χώρα σε υδατικό περιβάλλον, ή τουλάχιστον παρουσία υγρασίας. Οι περισσότερες μορφές διάβρωσης είναι ηλεκτροχημικής φύσης. Προϋπόθεση αποτελεί η παρουσία του ηλεκτρολύτη (νερό) ο οποίος περιέχει ιόντα που μεταφέρουν το ηλεκτρικό ρεύμα.
Οξυγόνο: Η παρουσία του οξυγόνου, είτε στον ατμοσφαιρικό αέρα είτε διαλυμένου στον ηλεκτρολύτη, επιταχύνει τη διαδικασία της διάβρωσης, αφού αυτό αντιδρά με το σίδηρο.
Η διάβρωση είναι ένα πολύπλοκο και ταυτόχρονα σύνθετο φαινόμενο. Συγκεκριμένα οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διαβρωτική ικανότητα του περιβάλλοντος είναι οι ακόλουθοι:
Θερμοκρασία
Συγκέντρωση αλάτων
Συγκέντρωση οξυγόνου
Ταχύτητα νερού
Οξύτητα
Τύπος ηλεκτρολύτη
Περιεκτικότητα σε ρυπογόνους παράγοντες
Παρουσία μικροοργανισμών
Οι συνθήκες έκθεσης είναι επίσης μεγάλης σημασίας για την ταχύτητα της διάβρωσης. Η τελευταία επηρεάζεται από
Συνθήκες που εμποδίζουν τη μεταλλική επιφάνεια να στεγνώσει, πχ ελλιπής αερισμός, παρουσία αλάτων που απορροφούν υγρασία κλπ
Αυξημένη αγωγιμότητα λόγω υγρού φιλμ σε μεταλλικές επιφάνειες, από άλατα και όξινες επιμολύνσεις.
Υψηλές πιέσεις ή θερμοκρασίες
Απότομες μεταβολές σε περιβαλλοντικές συνθήκες, πχ. θερμοκρασία
Μηχανικές καταπονήσεις που καταστρέφουν το σύστημα προστασίας ή απομακρύνουν τυχόν προστατευτικές επικαλύψεις από τις επιφάνειες
Καταστροφή προστατευτικών οξειδίων που παρέχουν παθητική προστασία σε μεταλλικές επιφάνειες.
Γνωρίζουμε ότι για το μηχανισμό της διάβρωσης είναι απαραίτητη η παρουσία του αέρα (οξυγόνο) και ενός ηλεκτρολύτη (νερό). Εφόσον μπορέσουμε να εμποδίσουμε την επαφή ενός ή και των δύο αυτών παραγόντων με την μεταλλική επιφάνεια, διακόπτουμε το ηλεκτρικό κύκλωμα του κελιού διάβρωσης και εμποδίζουμε το μηχανισμό της.
Η πράξη έχει δείξει ότι η πιο αποτελεσματική, λαμβάνοντας υπόψη την πρακτικότητα, ευκολία εφαρμογής, κόστος κτλ. μέθοδος είναι η εφαρμογή μιας οργανικής επίστρωσης (χρώματος) στο αντικείμενο. Είναι η πιο συχνή και σημαντικότερη μέθοδος αντιδιαβρωτικής προστασίας.
Μία άλλη σημαντική μέθοδος είναι η καθοδική προστασία. Αυτή αντιστρέφει το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα στο κελί διάβρωσης. Η καθοδική προστασία μπορεί να εφαρμοσθεί με 2 τρόπους:
Καθοδική προστασία επιβαλλόμενου ρεύματος: κατά την οποία εφαρμόζεται τάση αντίθετης πολικότητας σταματώντας την δράση της διάβρωσης.
Καθοδική προστασία θυσιαζόμενων ανόδων: Με επικόλληση πάνω στο μέταλλο που προστατεύεται (π.χ χάλυβας …) θυσιαζομένων ανόδων αγενέστερου μετάλλου - Ψευδάργυρος, αλουμίνιο ή μαγνήσιο), με αποτέλεσμα να οξειδώνεται το αγενέστερο και να προστατεύται το ευγενέστερο μέταλλο. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται κατά κύριο λόγο στα πλοία.
Συνδυασμός καθοδικής προστασίας και άλλων μεθόδων, συνήθως συστημάτων χρωμάτων, μπορεί να εξασφαλίσει πολύ καλή προστασία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ένας άλλος συνηθισμένος τρόπος προστασίας με ένα αστάρι που συνδυάζει την καθοδική προστασία με την επικάλυψη είναι τα αστάρια μεταλλικού ψευδαργύρου
Πλέον των μεθόδων που αναφέρθηκαν, άλλες παράμετροι που περιορίζουν τη διάβρωση είναι οι εξής:
Σχεδιασμός (αποφυγή θυλάκων νερού/ υγρασίας και προσβασιμότητα και δυνατότητα συντήρησης)
Βέλτιστη επιλογή υλικών
Εφαρμογή μεταλλικών χρωμάτων
Χρήση ουσιών που εμποδίζουν τη διάβρωση (corrosion inhibitors) σε κλειστά συστήματα.
Αλλαγή του περιβάλλοντος έκθεσης.