Дәріс ХИМИЯЛЫҚ КОРРОЗИЯ. ХИМИЯЛЫҚ КОРРОЗИЯНЫҢ ТҮРЛЕРІ

Предыдущая123456789Следующая

Химиялық коррозия деп химиялық реакция заңдары бойынша өтетін металдардың құрғақ газдармен немесе сұйық бейэлектролиттермен әрекеттескендегі олардың өздігінен бүліну процесін айтады. Металдың сұйық газдармен (ауамен, отынның жануынан газ тәріздес өнімдерімен) жоғары температурада әрекеттесуі кезінде газдың химиялық коррозиясы жүзеге асады.

Газдық коррозия егер металл бетінде электр тоғын өткізетін сұйықтық қоюланбаса төменгі температураларда жүруі мүмкін. Металдың электр тоғын өткізбейтін сұйықтықтармен әрекеттесуі кезінде (мұнай, мұнай өнімдері, балқытылған күкірт және т.б.) бейэлектролиттерде химиялық коррозия өтеді.

Химиялық реакциялардың кинетикалық ағымын металдың ауа оттегімен тотығуы мысалында дәлелдеген тиімді болып табылады.

(2.1)

мұндағы, n-реакцияға қатысушы металдағы атомдар саны, z-металл валенттілігі.

Тек термодинамиклық көзқарастан мұндай реакцияның өту интенсивтілігі металдардың оттегіге қатысты химиялық белсенділігіне байланысты болады. Мысалы, алюминий белсенділік танытатыны соншалықты, оны судан тартып алады және оны ыдыратады. Егер алюминий бетінде қорғау қабықшасының пайда болуына қандайда бір әдіспен кедергі жасаса онда:

(2.2)

Алайда тәжірбиеде алюминий заттары кең қолданысқа ие болды. Себебі, алюминийдің ауамен жанасқан беті тез арада тотығады және тотығудың кейінгі процесі оның тотығының қандай физикалық жағдайда болатындығына байланысты; егер ол бос және ұнтақ тәріздес болса, онда келешекте алюминидің жаңа қабаттары тотығып, өнім тез бүлінеді.

Тәжірбиеде алюминий тотығы үстіңгі бетінде оттегі өте алмайтын тұтас қабат түзеді. Осылайша, тотық алюминийді кейінгі тотығуынан қорғайды, яғни, алюминийдің тотығуы дегеніміз өздігінен тежелетін химиялық процесстің түрі.

Негізінен тотығу үрдісі едәуір тоқтатылған жағдайда ғана металлды сол ортада конструкциялық материал ретінде қолдануға мүмкіндік туады.



Химиялық коррозия процессін түсіну үшін және оған қарсы тиімді қорғаныс дайындау үшін ең алдымен металлдардың тотығу механизмін және тотық қабықшасының тотығуы нәтижесінде пайда болатын қасиеттерін зерттеу керек.

Металлдардың активтігі температураның жоғарылауымен оттегіне қатысты төмендейтіні белгілі. Металл тотығын белгілі температураға дейін қыздырғанда оның ыдырауы пайда болады қарай жүреді.

Металл тотығының тұрақтылығы коррозия үрдісінің басталуына қажетті шарт болып табылады және оған көрсетілетін зардап мөлшері тотықтың қасиеттеріне байланысты болады.

Коррозия үрдісіне, сонымен қатар, тотық металдарының бетінде пайда болатын типтер әсер етеді. Тотық қабықшасының жуандығы 5-10 А-дан бірнеше мың ангстермге дейін ауытқып тұрады. Тотық қабықшасы қабықша арқылы оттегі араласқанда ғана жуандай алады. Егер металл иондары және оларға жататын темірден тотық қабықшасы арқылы оттегіге қарағанда едәуір тез диффузияланса, онда тотық қабықшасы газ және тотық шетінде өседі. Егер жылдамдығының бір-бірінен қатты айырмашылығы болмаса, онда өсу зонасы тотық қабықшасының ішінде орналасады. Металл иондарының мөлшері оттегі молекулаларына қарағанда аздау, сондықтан тотық қабықшасы газбен жанасатын үстіңгі бетінде өседі. Тотық қабқшасының қалыңдығы металлдың түріне, температурасына, қоршаған ортасының сипатына байланысты болады.

Тотықты қабықшаларды қалыңдығы бойынша 3 топқа бөлуге болады:

- жұқа (400 °А-ға дейін) – көрінбейтін немесе жанама металлдар арқылы ғана табылатын

- орташа (400-500 °А) – қыздыру кезінде құбылмалы түс береді

- жуан (500 °А-дан жоғары) – көрінетін.

Егер тотыққан қабықша тұтас болса және металлдармен оңай ілессе және оған жақын көлемдік кеңею коэффициенті болса, онда ол металлды оның кейінгі тотығуынан қорғауға қабілеттілігі бар.

Металддың ары қарай тотығуына қарсы тотығу қабықшасының қорғау қызметінің негізгі шарты – оның тұтастығы. Ол тотыққан металл көлемінің және осы тотық нәтижесінде пайда байланысты.

онда қорғау қасиеттері әлсіз бос қабықшалар пайда болады.

Егер:

(2.3)

онда металддың ары қарай тотығуын тежейтін едәуір тұтас тотығу қабықшасы пайда болады.

Келесі формуладағы VОК және VM көлемдерінің қатынастарындағы тотығу қабықшалары ең күшті қорғау қасиеттеріне ие.

(2.4)

Газдық коррозия – химиялық коррозияның ең кең тараған түрі. Ол қорытпаның газбен жоғары температурада әрекеттесуі нәтижесінде жүзеге асады.

Темірдің, болат және шойынның газдық коррозиясының келесі түрлері бар: тотығу, көмірсутексіздендіру, сутекті сынғыштық, шойынның «өсуі». Темірдің, болаттың, және шойынның тотығуы оларды ауа немесе отынның жану өнімі ортасында қыздырғанда жүзеге асады. Бұл кезде металл металлдың оттегімен тотықты қосылыстарынан тұратын қабыршақ қабатымен қапталады.

Болатты және шойынды көмірсутексіздендіру көміртектің оның бетіне металлдық диффузиясы нәтижесінде жоғағы температурада өтеді.

Нәтижесінде үстіңгі бетіне жақын болат қабаты көмірсутектің едәуір бөлігінен айырылады және болаттың беріктілігі мен қажу шегі төмендейді, оның бетінің тозу шыдамдылығы бәсеңдейді.

Болат пен шойынның көмірсутексізденуіне қарсы беріктілігін арттыру үшін оларға қапталған элементтер қосады, мысалы, алюминийдің, хром және вольфрамның, марганецтің біраз мөлшері.

Болаттың сутекті сынғыштығы оны сутегі ортасында жоғары температурада (300°С жоғары) және жоғары қысымда кезінде пайда болуы мүмкін. Бұл жағдайларда сутегінің металда болады. Осы үрдіс нәтижесінде болаттың беріктілігі төмендейді, онда сынықтар пайда болуы мүмкін.

Шойынның өсуі шойын өнімдерінің өлшемдерінің айтарлықтай өсуімен және олардың беріктілігінің төмендеуімен жалғасады. Ол металлдың өнімдерінің шеттерінің кристаллит аралық тотығуының нәтижесінде пайда болады. Пайда болатын тотықтардың көлемі тотыққан металл көлемінен үлкен болғандықтан өнімнің деформациясы пайда болады. Өсуге кремниймен, никельмен, хроммен, марганецпен қапталған шойындар жақсы қарсы тұра алады.

Негізгі әдебиеттер: 2[20-27], 3[16-18,121-140]

Бақылау сұрақтары:

1. Химиялық коррозия дегеніміз не? Химиялық коррозия қандай механизм бойынша өтеді?

2. Газды коррозия қандай жағдайда болуы мүмкін?

3. Коррозиондық үрдіске тотығу қабықшасының типі қалай әсер етеді?

4. «Болаттың көмірсутексізденуі» дегеніміз не?

5. Темірдің, болаттың, шойынның, тотығу коррозиясы түрін түсіндіріңіз.


6366657787084605.html
6366669552781910.html
    PR.RU™