1. Elektrokemisk reaktion:
* kopparsulfatlösning fungerar som en elektrolyt och ger ett medium för flödet av joner.
* Kolstål har en mer negativ elektrokemisk potential än koppar, vilket gör den anoden .
* kopparjoner (Cu²⁺) i lösningen lockas till stålytan, där de får elektroner och blir kopparmetall (Cu) . Detta är reduktionen reaktion.
* järnatomer (Fe) på stålytan Förlora elektroner och bli järnjoner (Fe²⁺) , som upplöses i lösningen. Detta är oxidationen reaktion.
2. Korrosionsprodukter:
* Järnjonerna reagerar med hydroxidjoner (OH⁻) i lösningen för att bilda järnoxider (Feo, Fe₂o₃, Fe₃o₄) , allmänt känd som rost .
* Kopparmetallavlagringar på stålytan och bildar en kopparbeläggning .
3. Galvanic Series:
De relativa positionerna för koppar och järn i den galvaniska serien visar denna reaktion. Koppar är mer ädla (mindre reaktiv) än järn, vilket innebär att koppar kommer att reduceras medan järn kommer att oxideras.
4. Faktorer som påverkar korrosionshastigheten:
* Koncentration av kopparsulfat: Högre koncentration leder till snabbare korrosion.
* Temperatur: Högre temperatur ökar reaktionshastigheten.
* Närvaro av andra elektrolyter: Ökad konduktivitet förbättrar reaktionen.
* Stålytan: Större ytarea exponerad för lösningen ökar korrosion.
* Närvaro av hämmare: Vissa ämnen kan bromsa korrosionsprocessen.
Konsekvenser av kopparsulfatkorrosion på kolstål:
* försvagning av stålet: Bildningen av rost försvagar stålets strukturella integritet.
* pitting: Lokaliserad korrosion kan skapa hål och gropar på stålytan.
* ökade underhållskostnader: Korrosion kan leda till för tidigt fel och kräva ofta ersättare eller reparationer.
Förhindra kopparsulfatkorrosion:
* Använd korrosionsresistenta material: Rostfritt stål eller andra kopparlegeringar kan motstå denna typ av korrosion.
* Applicera skyddsbeläggningar: Färg, beläggningar eller plätering kan fungera som en barriär mellan stålet och lösningen.
* Använd katodiskt skydd: Tillämpning av en offeranod (t.ex. zink) kan förhindra att stålet korroderas.
* Kontrollera miljön: Minimering av koncentrationen av kopparsulfat och styrningstemperatur kan bromsa korrosionsprocessen.
Sammanfattningsvis reagerar kopparsulfat med kolstål genom en galvanisk korrosionsprocess, vilket får stålet att korrodera och rost. Att förstå mekanismen och vidta lämpliga förebyggande åtgärder kan minska risken för skador avsevärt och säkerställa livslängden för stålstrukturer.
