Rakokorroosio

Rakokorroosiota tyypin 316 ruostumattomassa teräksessä.

Rakokorroosio on yksi paikallisen korroosion muodoista. Rakokorroosiota syntyy raoissa, joihin pääsee liuosta, mutta liuos ei pääse vaihtumaan riittävällä nopeudella. Tavallisimpia esiintymispaikkoja ovat liitokset, pulttien ja niittien kantojen alla olevat pinnat sekä kappaleen pinnalla olevien kerrostumien, kuten lika, alla olevat pinnat. Rakokorroosiota aiheuttavia tekijöitä ovat liuoksen happamuuserot, hapen tai haitallisten ionien (kuten kloridi) pitoisuuserot sekä inhibiittien pitoisuuserot raossa ja kappaleen muilla pinnoilla. Erojen syntyminen siis edellyttää hidasta aineensiirtoa rakoon tai pois raosta.

Rakokorroosio alkaa herkemmin kuin esimerkiksi pistekorroosio eli sen alkaminen vaatii alhaisempaa lämpötilaa, laimeampaa liuosta ja alhaisempia potentiaaleja. Tämä eroavaisuus aiheutuu muun muassa siitä, että raossa on huonompi aineensiirto kuin pistekorroosion pisteessä, jolloin rakoon muodostuu väkevä liuos nopeammin kuin pisteen sisälle. Myös kriittinen rakokorroosion ydintymispotentiaali on matalampi kuin kriittinen pistesyöpymäpotentiaali. Rakokorroosion syntymiselle tilanne on otollisin silloin, kun rako on niin iso, että liuos pääsee tunkeutumaan sinne, mutta kuitenkin riittävän pieni muodostaakseen seisovan liuoksen, joka ei vaihdu. Rako on tällöin kokoluokaltaan 0,025-0,1 mm. Tyypillisesti puu, kumi, muovit ja vahat metallipintaa vasten sekä erilaiset niitti-, pultti- ja hitsausliitokset muodostavat sopivan kokoisia rakoja rakokorroosion syntymiseksi.

Syntymekanismi

Ensimmäisessä vaiheessa korroosio on raossa ja kappaleen muilla pinnoilla yhtä nopeaa. Anodisena reaktiona tapahtuu metallin liukenemista ja tavallisimmin katodisena reaktiona pelkistyy happea. Raossa oleva liuos ei kuitenkaan pääse vaihtumaan, jolloin hapen konsentraatio raossa olevassa liuoksessa laskee. Happipitoisuusero aiheuttaa sen, että happiköyhästä alueesta muodostuu anodi, mikä on yleisimpänä korroosion syynä rakokorroosion alkuvaiheessa.

Toisessa vaiheessa metallin liukeneminen edelleen jatkuu ja raossa olevaan liuokseen jää ylimääräinen positiivinen varaus metalli-ionien muodossa. Tällöin varauksen tasaamiseksi rakoon alkaa kulkeutua negatiivisia varauksia. Liuoksen ja ionien välinen reaktio synnyttää rakoon metallihydroksidia sekä vapaata happoa.

Viimeisessä vaiheessa raossa oleva liuos edelleen väkevöityy ja happamoituu, jolloin se tuhoaa metallin passiivikerroksen ja rakokorroosio alkaa edetä.

Rakokorroosion estäminen

Rakokorroosion estäminen perustuu lähinnä suunnitteluun ja materiaalinvalintaan. Suunniteltaessa rakenteita on suunniteltava raot joko niin tiukoiksi, ettei liuos pääse tunkeutumaan sinne tai riittävän avoimiksi, jolloin raossa oleva liuos pääsee vaihtumaan riittävällä nopeudella.

Passivoituvien metallien rakokorroosionkestävyys riippuu niiden seostuksesta. Esimerkiksi ruostumattomilla teräksillä rakokorroosion kestävyys kasvaa johtuen voimakkaammasta seostuksesta, joka laskee passivoitumispotentiaalia, kriittistä virrantiheyttä, passiivialueen virrantiheyttä ja laajentaa lisäksi passiivialuetta.

Katso myös

• Korroosio
• Yleinen korroosio
• Paikallinen korroosio
• Galvaaninen korroosio

Lähteet

• Aromaa, J.: Korroosionestotekniikan Perusteet, Teknillisen korkeakoulun materiaalitekniikan julkaisuja, Espoo, 2005, ISBN 951-22-7829-4.
• Shreir, L.L.; Jarman, R.A.; Burstein, G.T.: Corrosion (3rd edition), Butterworth-Heinemann, Oxford, 1994, ISBN 0-7506-1077-8.
• Korroosiokäsikirja, Kunnossapidon julkaisusarja N:o 12, 2004, ISBN 951-97101-7-5.

Aiheesta muualla