Korrosion av kolstål sker genom en kemisk reaktion som kan äga rum i luft, jord och vatten beroende på omständigheterna. Av alla yttre faktorer har pH-värdet störst inverkan på korrosionsprocessen. Kolstål är ett basiskt (alkaliskt) material och gynnas av liknande förhållanden – därför ökar korrosionshastigheten markant när stålet utsätts för lägre pH-nivåer.
Globalt utgör kolstål cirka 85 procent av den årliga stålproduktionen. Som konstruktionsmaterial används det i stor utsträckning inom byggsektorn, från rörledningar och fossileldade samt kärnkraftverk till gruvutrustning och transportinfrastruktur. Trots detta stora industriella beroende är kolstål mycket känsligt för korrosion. De ekonomiska konsekvenserna av utbredd korrosion gör det motiverat att investera i förebyggande åtgärder.
pH-skalan sträcker sig från 1 till 14, där 1 är mest surt, 14 mest basiskt och 7 neutralt. I lösningar är sura miljöer mer positivt laddade eftersom de innehåller positivt laddade vätejoner. Basiska lösningar är däremot mer negativt laddade. Inom kemin kallas lösningar av denna typ elektrolyter, och deras förmåga att leda elektroner spelar en avgörande roll i korrosionsprocessen.
I lösningar med ett högt innehåll av vätejoner förlorar kolstålet elektroner och oxideras. Det nu positivt laddade stålet reagerar med vattenmolekyler och bildar det instabila järn(II)-hydroxiden på ytan. Denna förening reagerar sedan kontinuerligt med fler vattenmolekyler och omvandlas så småningom till järn(III)-oxid – alltså det vi i vardagen kallar rost.
Vid pH-värden från 6,5 upp till neutrala 7 ligger korrosionshastigheten för kolstål på nära 10 mils per år (1 mil motsvarar en tusendels tum). Hastigheten minskar gradvis när pH-värdet stiger och sjunker från 8 mils per år till nästan noll mellan pH 8,5 och 9,5. Orsaken är att kolstål självt är basiskt och därmed gynnas av alkaliska förhållanden.
För att skydda kolstål i vattenmiljöer används därför ofta metoder som skyddsbeläggningar, katodiskt skydd samt reglering av vattnets pH-värde och kemiska sammansättning. Genom att hålla pH-värdet i det svagt basiska området kan korrosionshastigheten hållas på en låg nivå, vilket förlänger materialets livslängd och minskar både underhållsbehov och kostnader.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online