SAMENVATTING
Technische Metaalkunde – Partim Corrosie
Prof. Dr. ir. K. Verbeken | Universiteit Gent
H1 & H2: Inleiding, Theorie & Thermische Oxidatie
1. Definitie van Corrosie
📌 DEFINITIE: Corrosie
Een ongewenste materiaalafbraak veroorzaakt of versneld door een (elektro)chemische
wisselwerking tussen een materiaal en zijn omgeving.
In de praktijk is het vaak een combinatie van mechanische en chemische factoren: erosie-corrosie,
corrosiemoeheid.
2. Relevantie
Technisch
• Chemische industrie: hoge p en T + corrosieve omgeving → risico SCC
• Offshore: zeewater + wisselende belasting → corrosiemoeheid
• Lucht/ruimtevaart: lichtgewicht + sterk + corrosieve omgeving
• Energiecentrales: warmtewisselaars, drukvaten, koelcircuits, gasturbines
Economisch
• ~5% van het BNP aan directe corrosiekosten (in België ca. 350·10⁶ €)
• Wereldwijd: 2,5–3,4% van het BBP (ca. 2,5 biljoen $/jaar)
• Directe kosten: inspectie, onderhoud, bescherming, vroege vervanging, duurdere materialen
• Indirecte kosten: productiestilstand, lekverliezen, verminderde warmteoverdracht
Sociaal
• Verlies van materiaal en energie (schaarse grondstoffen)
• Milieuschade door lekken – menselijk leed door fouten en explosies
Pagina 1 van 51
,3. Corrosiemechanismen – Overzicht
Type Beschrijving
Hoge temperatuur ('droge corrosie') T > 100°C, directe reactie metaal–gas (O₂, H₂O,
H₂S, Cl₂,...)
Elektrochemische corrosie ('natte corrosie') T < 100°C, in waterige omgeving of vochtfilm –
ionen spelen cruciale rol
Pagina 2 van 51
,4. Elektrochemische theorie
Oxidatie & Reductie aan het metaaloppervlak
• Oxidatie (anodisch): M → Mⁿ⁺ + ne⁻ (ia > 0, metaal lost op)
• Reductie (kathodisch): Mⁿ⁺ + ne⁻ → M (ik < 0)
• Veelvoorkomende kathodische reacties:
– O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ (neutrale/basische omgeving)
– 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ (zure omgeving)
Pagina 3 van 51
, Nernst-vergelijking
• [Mⁿ⁺]: concentratie metaalionen; R: gasconstante; T: abs. temp (K); n: aantal e⁻; F: Faraday
(96500 C); E₀: standaardpotentiaal
Eev ligt typisch tussen -1,5V en +1,5V en wordt zeer snel bereikt. Metaalverlies om
evenwicht te bereiken is verwaarloosbaar → GEEN corrosie in inerte oplossing.
Corrosievoorwaarde
⚠ BELANGRIJK: Corrosie treedt op als Eeq,r > Eeq,m → Redoxreductie EN
metaaloxidatie vinden GELIJKTIJDIG plaats aan het metaaloppervlak.
Corrosiepotentiaal Ecorr: totale meetbare stroom = 0, maar icorr ≠ 0.
Pagina 4 van 51
Technische Metaalkunde – Partim Corrosie
Prof. Dr. ir. K. Verbeken | Universiteit Gent
H1 & H2: Inleiding, Theorie & Thermische Oxidatie
1. Definitie van Corrosie
📌 DEFINITIE: Corrosie
Een ongewenste materiaalafbraak veroorzaakt of versneld door een (elektro)chemische
wisselwerking tussen een materiaal en zijn omgeving.
In de praktijk is het vaak een combinatie van mechanische en chemische factoren: erosie-corrosie,
corrosiemoeheid.
2. Relevantie
Technisch
• Chemische industrie: hoge p en T + corrosieve omgeving → risico SCC
• Offshore: zeewater + wisselende belasting → corrosiemoeheid
• Lucht/ruimtevaart: lichtgewicht + sterk + corrosieve omgeving
• Energiecentrales: warmtewisselaars, drukvaten, koelcircuits, gasturbines
Economisch
• ~5% van het BNP aan directe corrosiekosten (in België ca. 350·10⁶ €)
• Wereldwijd: 2,5–3,4% van het BBP (ca. 2,5 biljoen $/jaar)
• Directe kosten: inspectie, onderhoud, bescherming, vroege vervanging, duurdere materialen
• Indirecte kosten: productiestilstand, lekverliezen, verminderde warmteoverdracht
Sociaal
• Verlies van materiaal en energie (schaarse grondstoffen)
• Milieuschade door lekken – menselijk leed door fouten en explosies
Pagina 1 van 51
,3. Corrosiemechanismen – Overzicht
Type Beschrijving
Hoge temperatuur ('droge corrosie') T > 100°C, directe reactie metaal–gas (O₂, H₂O,
H₂S, Cl₂,...)
Elektrochemische corrosie ('natte corrosie') T < 100°C, in waterige omgeving of vochtfilm –
ionen spelen cruciale rol
Pagina 2 van 51
,4. Elektrochemische theorie
Oxidatie & Reductie aan het metaaloppervlak
• Oxidatie (anodisch): M → Mⁿ⁺ + ne⁻ (ia > 0, metaal lost op)
• Reductie (kathodisch): Mⁿ⁺ + ne⁻ → M (ik < 0)
• Veelvoorkomende kathodische reacties:
– O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ (neutrale/basische omgeving)
– 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ (zure omgeving)
Pagina 3 van 51
, Nernst-vergelijking
• [Mⁿ⁺]: concentratie metaalionen; R: gasconstante; T: abs. temp (K); n: aantal e⁻; F: Faraday
(96500 C); E₀: standaardpotentiaal
Eev ligt typisch tussen -1,5V en +1,5V en wordt zeer snel bereikt. Metaalverlies om
evenwicht te bereiken is verwaarloosbaar → GEEN corrosie in inerte oplossing.
Corrosievoorwaarde
⚠ BELANGRIJK: Corrosie treedt op als Eeq,r > Eeq,m → Redoxreductie EN
metaaloxidatie vinden GELIJKTIJDIG plaats aan het metaaloppervlak.
Corrosiepotentiaal Ecorr: totale meetbare stroom = 0, maar icorr ≠ 0.
Pagina 4 van 51
