Elektrokimyəvi korroziya korroziyanın ən geniş yayılmış formasıdır. Elektrokimyəvi metal ətrafdakı elektrolitik keçirici mühitlə təmasda olduqda baş verir. Bu halda, korroziyalı mühitin oksidləşdirici komponentinin azalması metal atomlarının ionlaşması ilə eyni vaxtda getmir və onların sürətləri metalın elektrod potensialından asılıdır. Elektrokimyəvi korroziyanın əsas səbəbi onların mühitlərində metalların termodinamik qeyri-sabitliyidir. Boru kəmərlərinin korroziyası, dəniz gəmisinin dibinin üzlənməsi, atmosferdəki müxtəlif metal konstruksiyalar və bir çox başqaları elektrokimyəvi korroziyaya misaldır.
Elektrokimyəvi korroziyaya çuxur, dənəvər korroziya, yarıq kimi yerli məhvetmə növləri daxildir. Bundan əlavə, proseslər elektrokimyəvi korroziya torpaqda, atmosferdə, dənizdə olur.
Elektrokimyəvi korroziya mexanizmi iki şəkildə davam edə bilər:
1) Elektrokimyəvi korroziyanın homogen mexanizmi:
Səth təbəqəsi birləşdi. homojen və homojen hesab edilir;
Metalın əriməsinin səbəbi katod və ya anod aktlarının termodinamik imkanıdır;
K və A bölgələri zamanla səth üzərində miqrasiya edir;
Elektrokimyəvi korroziyanın sürəti kinetik amildən (zamandan) asılıdır;
Homojen bir səth məhdudlaşdırıcı hal kimi qəbul edilə bilər ki, bu da maye metallarda həyata keçirilə bilər.
2) Elektrokimyəvi korroziyanın heterojen mexanizmi:
Sərt metallarda səth qeyri-bərabərdir, çünki. müxtəlif atomlar ərintidə kristal qəfəsdə müxtəlif mövqeləri tutur;
Alaşımda xarici daxilolmaların olması ilə heterojenlik müşahidə olunur.
Elektrokimyəvi korroziya bəzi xüsusiyyətlərə malikdir: kinetik cəhətdən bir-birindən asılı olan eyni vaxtda baş verən iki prosesə (katod və anodik) bölünür; səthin bəzi sahələrində elektrokimyəvi korroziya yerli xarakter ala bilər; əsas görüşün ləğvi. anodlarda baş verir.
İstənilən metalın səthi metalın özündən qısaqapanmış çoxlu mikroelektrodlardan ibarətdir. Aşındırıcı mühitlə təmasda olan qalvanik elementlər onun elektrokimyəvi məhvinə kömək edir.
Yerli qalvanik hüceyrələrin meydana gəlməsinin səbəbləri çox fərqli ola bilər:
1) ərintinin heterojenliyi
Heterojenlik qarşılaşdı. ərintinin qeyri-homogenliyi və mikro və makro daxilolmaların olması ilə əlaqədar fazalar;
Makro və mikroməsamələrin olması, həmçinin ikincil korroziya məhsullarının qeyri-bərabər formalaşması səbəbindən səthdə oksid filmlərinin qeyri-bərabərliyi;
Səthdə kristal taxıl sərhədlərinin olması, səthdə dislokasiyanın görünüşü, kristalların anizotropiyası.
2) mühitin qeyri-bərabərliyi
ilə sahə məhdud giriş oksidləşdirici maddə ilə sahəyə münasibətdə anod olacaq pulsuz giriş, elektrokimyəvi korroziyanı sürətləndirir.
3) fiziki şəraitin heterojenliyi
Şüalanma (şüalanmış sahə - anod);
Xarici cərəyanların təsiri (kaçan cərəyanın daxil olduğu yer katod, çıxış yeri anoddur);
Temperatur (soyuq ərazilərə münasibətdə qızdırılanlar anoddur) və s.
Galvanik elementin işləməsi zamanı eyni vaxtda iki elektrod prosesi baş verir:
Anodik- metal ionları məhlula daxil olur
Fe → Fe 2+ + 2e
Oksidləşmə reaksiyası baş verir.
katod- artıq elektronlar elektrolitin molekulları və ya atomları tərəfindən mənimsənilir, sonra azalır. Katodda reduksiya reaksiyası baş verir.
O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - (neytral, qələvi mühitdə oksigen depolarizasiyası)
O 2 + 4H + + 4e → 2H 2 O (turşu mühitlərdə oksigen depolarizasiyası)
2 H + + 2e → H 2 (hidrogen depolarizasiyası zamanı).
Anodik prosesin tormozlanması katodik prosesin də inhibisyonuna səbəb olur.
Metalın korroziyası anodda baş verir.
İki elektrik keçirici faza təmasda olduqda (məsələn, görüşüb. - Orta), onlardan biri müsbət, digəri isə mənfi yükləndikdə, onların arasında potensial fərq yaranır. Bu fenomen ikiqat elektrik təbəqəsinin (EDL) görünüşü ilə əlaqələndirilir. Yüklənmiş hissəciklər faza sərhəddində asimmetrik olaraq yerləşir.
Elektrokimyəvi korroziya prosesində potensial sıçrayışlar iki səbəbə görə baş verə bilər:
Kifayət qədər böyük enerji hidratasiya zamanı metal ionları qopub məhlula gedə bilər, səthdə onun mənfi yükünü təyin edən ekvivalent sayda elektron qalır. Mənfi yüklü səth met kationlarını özünə çəkir. həllindən. Beləliklə, faza sərhəddində ikiqat elektrik təbəqəsi meydana çıxır.
Elektrolit kationları metal səthində boşaldılır. Bu, səthin bir araya gəlməsinə səbəb olur. məhlulun anionları ilə ikiqat elektrik təbəqəsi əmələ gətirən müsbət yük alır.
Bəzən səthin yüklənmədiyi və müvafiq olaraq DEL olmadığı bir vəziyyət yaranır. Bu hadisənin müşahidə olunduğu potensiala sıfır yükün potensialı (φ N) deyilir. Hər bir metalın öz sıfır yük potensialı var.
Elektrod potensialının böyüklüyü korroziya prosesinin təbiətinə çox böyük təsir göstərir.
İki faza arasındakı potensial sıçrayışı ölçmək mümkün deyil, lakin kompensasiya metodundan istifadə edərək, istinad elektrodundan (potensialı şərti olaraq sıfır kimi qəbul edilir) və altındakı elektroddan ibarət elementin (EMF) elektromotor qüvvəsini ölçmək mümkündür. öyrənmək. İstinad elektrodu kimi standart hidrogen elektrodu götürülür. Qalvanik elementin EMF (standart hidrogen elektrodu və tədqiq olunan element) elektrod potensialı adlanır. İstinad elektrodları da gümüş xlorid, kalomel, doymuş mis sulfat ola bilər.
1953-cü il Stokholmda Beynəlxalq Konvensiya. yazarkən istinad elektrodunun həmişə sol tərəfə qoyulması qərara alınıb. Bu halda, EMF sağ və sol elektrodlar arasındakı potensial fərq kimi hesablanır.
E = Vp - Vl
Sistem daxilində müsbət bir yük soldan sağa doğru hərəkət edərsə - elementin EMF müsbət hesab olunur
E max \u003d - (ΔG T) / mnF,
burada F Faraday nömrəsidir. Müsbət yüklər əks istiqamətdə hərəkət edərsə, tənlik belə görünəcəkdir:
E maks =+(ΔG T)/mnF.
Elektrolitlərdə korroziya zamanı ən çox rast gəlinən və əhəmiyyətli olanlar adsorbsiya (faza sərhəddində kationların və ya anionların adsorbsiyası) və elektrod potensiallarıdır (kationların metaldan elektrolitə və ya əksinə keçidi).
Metalın öz ionları ilə tarazlıqda olduğu elektrod potensialına tarazlıq (reversible) deyilir. Bu, metal fazasının təbiətindən, həlledicidən, elektrolit temperaturundan, met ionlarının aktivliyindən asılıdır.
Tarazlıq potensialı Nernst tənliyinə tabedir:
E=E ο + (RT/nF) Lnα Me n+
burada, E ο - standart potensial qarşılandı.; R molar qaz sabitidir; n - met ionunun oksidləşmə dərəcəsi; T - temperatur; F - Faraday ədədi;α Me n+ - met ionlarının aktivliyi.
Müəyyən edilmiş tarazlıq potensialında elektrokimyəvi korroziya müşahidə edilmir.
Elektroddan elektrik cərəyanı keçirsə, onun tarazlıq vəziyyəti pozulur. Elektrod potensialı cərəyanın istiqamətindən və gücündən asılı olaraq dəyişir. Cərəyan gücünün azalmasına səbəb olan potensial fərqdəki dəyişiklik ümumiyyətlə qütbləşmə adlanır. Elektrodların polarizasiya qabiliyyətinin azalmasına depolarizasiya deyilir.
Elektrokimyəvi korroziya dərəcəsi nə qədər aşağı olarsa, qütbləşmə də bir o qədər çox olar. Polarizasiya həddindən artıq gərginliyin böyüklüyü ilə xarakterizə olunur.
Polarizasiya üç növdür:
Elektrokimyəvi (anodik və ya katodik prosesləri yavaşlatdıqda);
Konsentrasiya (depolarizatorun səthə yaxınlaşma sürəti və korroziya məhsullarının çıxarılması aşağı olduqda müşahidə olunur);
Faza (səthdə yeni bir fazanın formalaşması ilə bağlıdır).
Elektrokimyəvi korroziya iki fərqli metal təmasda olduqda da müşahidə olunur. Elektrolitdə onlar qalvanik cüt əmələ gətirirlər. Bunlardan daha çox elektromənfi olan anod olacaq. Prosesdə anod tədricən həll olunacaq. Bu zaman katodda elektrokimyəvi korroziyanın yavaşlaması və ya hətta tam dayandırılması baş verir (daha elektropozitiv). Məsələn, əlaqə qurarkən dəniz suyu nikel ilə duralumin tam olaraq duralumini intensiv şəkildə həll edəcəkdir.
Hamısı arasında mövcud növlər metalların məhv edilməsi, ən çox yayılmış elektrolitik keçirici mühitlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş verən elektrokimyəvi korroziyadır. Bu hadisənin əsas səbəbi metalların onları əhatə edən mühitlərdə termodinamik qeyri-sabitliyidir.
Bir çox obyekt və strukturlar bu tip korroziyaya məruz qalır:
- qaz və su kəmərləri;
- nəqliyyat vasitələrinin elementləri;
- metaldan hazırlanmış digər konstruksiyalar.
Atmosferdə, torpaqda, hətta duzlu suda korroziya prosesləri, yəni pas baş verə bilər. Metal konstruksiyaların elektrokimyəvi korroziyanın təzahürlərindən təmizlənməsi mürəkkəb və uzun bir prosesdir, buna görə də onun baş verməsinin qarşısını almaq daha asandır.
Əsas növlər
Elektrolitlərdə korroziya zamanı kimyəvi enerji elektrik enerjisinə çevrilir. Bu baxımdan elektrokimyəvi adlanır. fərqləndirmək adətdir aşağıdakı növlər elektrokimyəvi korroziya.
Qranulyar
İntergranular korroziya nikel, alüminium və digər metalların taxıl sərhədlərinin seçici şəkildə məhv edildiyi belə təhlükəli bir hadisəyə aiddir. Nəticədə materialın möhkəmliyi və plastik xüsusiyyətləri itir. Bu tip korroziyanın əsas təhlükəsi onun həmişə vizual olaraq görünməməsidir.
Pitting
Pitting elektrokimyəvi korroziya mis və digər metalların səthinin ayrı-ayrı sahələrinə nöqtə zədələnməsidir. Lezyonun xarakterindən asılı olaraq qapalı, açıq və həmçinin səthi çuxurlar fərqlənir. Təsirə məruz qalan ərazilərin ölçüsü 0,1 mm-dən 1,5 mm-ə qədər dəyişə bilər.
yivli
Yarıqların elektrokimyəvi korroziyası gücləndirilmiş məhvetmə prosesi adlanır metal konstruksiyalarçatların, boşluqların və çatların yerlərində. Yarıq korroziyası hava atmosferində baş verə bilər, qaz qarışıqları eləcə də dəniz suyu. Bu tip dağıntılar qaz kəmərləri, gəmilərin dibləri və bir çox başqa obyektlər üçün xarakterikdir.
Az miqdarda oksidləşdirici maddə şəraitində korroziyanın baş verməsi, yuvanın divarlarına çətin yanaşma ilə əlaqədardır. Bu, boşluqların içərisində aşındırıcı məhsulların yığılmasına gətirib çıxarır. Boşluğun daxili məkanında olan elektrolit korroziya məhsullarının hidrolizinin təsiri altında dəyişə bilər.
Metalları yarıq korroziyasından qorumaq üçün bir neçə üsuldan istifadə etmək adətdir:
- boşluqların və çatların möhürlənməsi;
- elektrokimyəvi mühafizə;
- inhibə prosesi.
Profilaktik üsullar olaraq, yalnız olan materiallardan istifadə edilməlidir ən az dərəcə paslanmaya meylli, həmçinin qaz kəmərlərinin və digər mühüm obyektlərin ilkin olaraq səriştəli və rasional layihələndirilməsi.
Bir çox hallarda səlahiyyətli profilaktika, metal konstruksiyaların inadkar pasdan sonrakı təmizlənməsindən daha sadə bir prosesdir.
Korroziya necə özünü göstərir?
Aşındırıcı prosesin gedişatına misal olaraq, müxtəlif cihazların, avtomobil komponentlərinin, eləcə də metaldan hazırlanmış və yerləşmiş istənilən konstruksiyaların məhv edilməsini göstərmək olar:
- atmosfer havasında;
- sularda - torpaqda və torpaq qatlarının altında olan dənizlər, çaylar;
- texniki mühitlərdə və s.
Paslanma prosesində metal çoxelektronik qalvanik elementə çevrilir. Beləliklə, məsələn, mis və dəmir elektrolitik mühitdə təmasda olarsa, mis katod, dəmir isə anoddur. Mis, dəmir ionlar şəklində elektronları bağışlayaraq məhlula daxil olur. Hidrogen ionları misə doğru hərəkət etməyə başlayır və orada boşaldılır. Getdikcə daha çox mənfi hala gələn katod tezliklə anodun potensialına bərabər olur, nəticədə korroziya prosesi yavaşlamağa başlayır.
Müxtəlif növ korroziya müxtəlif yollarla özünü göstərir. Elektrokimyəvi korroziya, korroziyaya məruz qalanla müqayisədə katodda daha az aktivliyə malik metal daxilolmaları olduğu hallarda daha intensiv olur - pas onların üzərində daha sürətli görünür və olduqca ifadəlidir.
Atmosfer korroziyası rütubətli hava və normal temperatur şəraitində baş verir. Bu vəziyyətdə, metal səthində həll edilmiş oksigen ilə nəmlik bir film meydana gəlir. Havanın rütubəti və karbon və kükürdün qaz oksidlərinin tərkibi artdıqca metalın məhv edilməsi prosesi daha intensiv olur, bir şərtlə ki:
- çatlar;
- kobudluq;
- kondensasiya prosesinin asanlaşdırılmasına səbəb olan digər amillər.
Torpağın korroziyası ən çox müxtəlif yeraltı tikililərə, qaz kəmərlərinə, kabellərə və digər strukturlara təsir göstərir. Mis və digər metalların məhv edilməsi onların tərkibində həll olunmuş oksigen də olan torpaq nəmi ilə sıx təmasda olması səbəbindən baş verir. Boru kəmərlərinin dağıdılması, quraşdırıldıqları torpaq turşuluğun artması ilə xarakterizə olunursa, tikildikdən altı ay sonra baş verə bilər.
Xarici cisimlərdən çıxan başıboş cərəyanların təsiri altında elektrik korroziyası baş verir. Onun əsas mənbələri elektrikdir dəmir yolları, elektrik xətləri və xüsusi qurğular birbaşa cərəyanla işləyir. Daha çox dərəcədə, bu növ korroziya aşağıdakıların məhvinə səbəb olur:
- qaz kəmərləri;
- bütün növ strukturlar (körpülər, anqarlar);
- elektrik kabelləri;
- neft boru kəmərləri.
Cərəyanın hərəkəti elektronların giriş və çıxış sahələrinin - yəni katodların və anodların görünüşünü təhrik edir. Ən intensiv dağıdıcı proses məhz anodları olan yerlərdə olur, ona görə də onlarda pas daha çox nəzərə çarpır.
Qaz kəmərlərinin və su kəmərlərinin ayrı-ayrı komponentlərinin korroziyası onların quraşdırılması prosesinin qarışıq olması, yəni istifadə edilməsi ilə baş verə bilər. müxtəlif materiallar. Ən ümumi nümunələr mis elementlərdə çuxurlaşma və bimetal korroziyadır.
Dəmir elementlərinin mis və sink ərintiləri ilə qarışıq quraşdırılması ilə, korroziya prosesi mis tökmə ilə, yəni mis, sink və qalay ərintiləri ilə müqayisədə daha az kritikdir. Boru kəmərlərinin korroziyasının qarşısını xüsusi üsullarla almaq olar.
Paslanmanın qarşısının alınması üsulları
Məkrli pasla mübarizə üçün istifadə olunur müxtəlif üsullar. Onlardan ən təsirli olanları nəzərdən keçirin.
Metod №1
Ən məşhur üsullardan biri çuqun, polad, titan, mis və digər metalların elektrokimyəvi qorunmasıdır. Nəyə əsaslanır?
Metalların elektrokimyəvi emalı elektrik cərəyanının təsiri altında elektrolitdə anodik həll yolu ilə forma, ölçü və səth pürüzlülüyünü dəyişdirməyə yönəlmiş xüsusi bir üsuldur.
Pasdan etibarlı qorunma təmin etmək üçün hətta işə başlamazdan əvvəl lazımdır metal məmulatları tərkibində üzvi və qeyri-üzvi mənşəli müxtəlif komponentləri olan xüsusi vasitələrlə onları emal edin. Bu üsul üzərində pas görünməsinin qarşısını alır müəyyən vaxt, lakin əhatə dairəsini daha sonra yeniləməli olacaqsınız.
Elektrik mühafizəsi, metal konstruksiyaların xarici sabit mənbəyə qoşulduğu bir prosesdir elektrik cərəyanı. Nəticədə, onun səthində katod tipli elektrodların polarizasiyası əmələ gəlir və bütün anod bölgələri katod olanlara çevrilməyə başlayır.
Metalların elektrokimyəvi emalı anod və ya katodun iştirakı ilə baş verə bilər. Bəzi hallarda, hər iki elektrod tərəfindən bir metal məhsulun alternativ emalı baş verir.
Katodik korroziyadan qorunma qorunacaq metalın passivləşməyə meyl göstərmədiyi hallarda lazımdır. Xarici cərəyan mənbəyi metal məhsula bağlıdır - xüsusi katodik mühafizə stansiyası. Bu üsul qaz boru kəmərlərini, eləcə də su təchizatı və istilik üçün boru kəmərlərini qorumaq üçün uygundur. Bununla belə, bu üsul qoruyucu örtüklərin çatlaması və məhv edilməsi şəklində müəyyən çatışmazlıqlara malikdir - bu, obyektin potensialının mənfi istiqamətdə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsi hallarında baş verir.
Metod № 2
Metalların elektrospark emalı qurğulardan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər müxtəlif növlər- təmassız, kontaktlı, həmçinin anod-mexaniki.
Metod №3
Qaz kəmərlərinin və digər boru kəmərlərinin pasdan etibarlı qorunması üçün tez-tez elektrik qövslə püskürtmə kimi bir üsul istifadə olunur. Bu metodun üstünlükləri göz qabağındadır:
- qoruyucu təbəqənin əhəmiyyətli qalınlığı;
- yüksək performans və etibarlılıq;
- nisbətən ucuz avadanlıqların istifadəsi;
- sadə texnoloji proses;
- avtomatlaşdırılmış xətlərdən istifadə etmək imkanı;
- aşağı enerji xərcləri.
Çatışmazlıqlar arasında bu üsul- korroziyalı mühitlərdə strukturların emalında aşağı səmərəlilik, həmçinin bəzi hallarda polad bazaya kifayət qədər yapışma. Hər hansı digər vəziyyətdə belə elektrik mühafizəsi çox təsirli olur.
Metod № 4
Müxtəlif metal konstruksiyaları qorumaq üçün - qaz boru kəmərləri, körpü strukturları, bütün növ boru kəmərləri - effektiv antikorroziya müalicəsi tələb olunur.
Bu prosedur bir neçə mərhələdə həyata keçirilir:
- effektiv həlledicilərdən istifadə edərək yağ yataqlarının və yağların hərtərəfli çıxarılması;
- təmizlənmiş səthin suda həll olunan duzlardan təmizlənməsi peşəkar yüksək təzyiqli aparatlardan istifadə etməklə həyata keçirilir;
- mövcud struktur səhvlərinin aradan qaldırılması, kənarların hizalanması - bu, tətbiq olunan boya işlərinin qırılmasının qarşısını almaq üçün lazımdır;
- səthin qum püskürtmə maşını ilə hərtərəfli təmizlənməsi - bu, yalnız pasları çıxarmaq üçün deyil, həm də istənilən pürüzlülük dərəcəsini vermək üçün edilir;
- korroziyaya qarşı materialın və əlavə qoruyucu təbəqənin tətbiqi.
Qaz boru kəmərlərinin və müxtəlif metal konstruksiyaların düzgün əvvəlcədən təmizlənməsi onların istismar zamanı elektrokimyəvi korroziyaya qarşı etibarlı qorunmasını təmin edəcəkdir.
Mühazirə 4
Elektrokimyəvi korroziya elektrik keçiriciliyi olan maye elektrolitlərlə elektrokimyəvi qarşılıqlı təsir nəticəsində metalların kortəbii məhvidir. Bu elektrolitlər su ola bilər, sulu məhlullar turşular, qələvilər, ərimiş duzlar. Elektrokimyəvi korroziya geniş yayılmışdır və çoxlu növlərə malikdir. Elektrokimyəvi korroziyanın səbəbi əksər metalların termodinamik dayanıqlığının azalması və onların ion vəziyyətinə keçmə meylidir.
Elektrokimyəvi korroziya zamanı metalın ətraf mühitlə qarşılıqlı təsiri metal səthinin müxtəlif hissələrində baş verən anodik və katod prosesləri ilə xarakterizə olunur. Korroziya məhsulları yalnız anod sahələrində əmələ gəlir.
Elektrokimyəvi korroziya korroziv qalvanik elementlərin işinin nəticəsidir. O, aşağıdakı kimi baş verir: anodik yerlərdə Fe 2+ metal ionlarının əmələ gəlməsi ilə oksidləşmə reaksiyası gedir və oksigenin təsiri altında katod yerlərində hidroksid əmələ gəlir (oksigenin depolarizasiya reaksiyası nəticəsində). Fe 2+ və OH ionları bir-birinə göndərilir və dəmir oksidinə və suya parçalana bilən həll olunmayan Fe (OH) 2 çöküntüsü əmələ gətirir. (Fe (OH) 2 -> Fe 2 O 3 + H 2 O). Oksidləşmə reaksiyası zamanı anod bölməsindən məhsulun metalı üzərindən ayrılan elektronlar katod bölməsinə axır və reduksiya reaksiyasında iştirak edir.
Korroziya mikroelementinin modeli Şəkil 4-də göstərilmişdir.
Elektrokimyəvi mexanizmlə aşağıdakı korroziya prosesləri baş verir:
Elektrolitlərdə korroziya - elektrik cərəyanını keçirən maye mühitlərdə metalların korroziyası. Elektrolitin növündən asılı olaraq turşuların, qələvilərin və duzların məhlullarında (turşu, qələvi, duz), dəniz, çay sularında korroziya fərqlənir.
Elektrolitin tərkibi korroziya prosesinin mexanizmini müəyyənləşdirir, onun kinetikasına və sürətinə təsir göstərir. Məsələn, elektrolitdə anionlar və ya oksidləşdirici maddələr varsa, metal səthində az həll olunan duzların bir təbəqəsi əmələ gələn qarşılıqlı təsir nəticəsində korroziya dərəcəsi azalır.
Elektrolitdə həll olunan oksigen metalların korroziya prosesinə inhibitor və ya sürətləndirici təsir göstərir.
Elektrolit konsentrasiyası da korroziya prosesinə təsir göstərir. Praktik olaraq hamısında təbii mühitlər elektrolitdə duzların konsentrasiyasının artması ilə korroziya dərəcəsi əvvəlcə müəyyən maksimuma yüksəlir, sonra isə oksigenin həll olunma qabiliyyətinin azalması və katod prosesinin çətinliyi nəticəsində azalır.
Elektrolitin temperaturu da korroziya sürətinə təsir göstərir. Bu, temperaturun artması ilə elektrolitin elektrik keçiriciliyinin artması ilə əlaqədardır. Elektrolit temperaturunun artması ilə korroziya dərəcəsi bəzən onlarla və yüzlərlə dəfə arta bilər.
Torpağın korroziyası - torpaq elektrolitinin təsiri altında yeraltı metal konstruksiyaların korroziyası. Torpaq elektrolitləri ilə təmasda olan metal məmulatların səthində metalın və ya elektrolitin yerli qeyri-homogenliyi səbəbindən, çoxlu sayda təbiəti qalvanik elementlərin təbiətinə bənzəyən aşındırıcı hüceyrələr.
Torpaq korroziyası yeraltı metal konstruksiyalara təsir edən elektrokimyəvi korroziyanın ən çox yayılmış növüdür. Torpaqlar və torpaqlar nəinki böyük bölgələrdə, hətta eyni ərazilərdə də son dərəcə müxtəlifdir kiçik sahə. Torpaq arasında ən çox səth təbəqəsi torpaq və yerin aydın sərhədi yoxdur.
Biokorroziya - xüsusi hal mikroorqanizmlərin təsiri altında baş verən torpaq korroziyası, həyati fəaliyyəti nəticəsində korroziya proseslərini sürətləndirən maddələr əmələ gəlir. Təbiətdə sulfat azaldan anaerob bakteriyalar ən çox yayılmışdır, bunun nəticəsində hidrogen sulfid əmələ gəlir ki, bu da dəmirlə birləşdikdə dəmir sulfid verir. Sulfat azaldan anaerob bakteriyalar suda, palçıqda, kanalizasiya, neft quyuları, dib çöküntüləri, torpaq, sement. Bu bakteriyaların inkişafı üçün ən əlverişli mühit 25-30 0 C temperaturda (optimal olaraq 6-7,5) olan torpaqlardır. Dəmir aerob bakteriyalarının həyati fəaliyyəti korroziya məhsulları kimi həll olunmayan dəmir hidroksid filminin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur.
Biokorroziya (sualtı strukturların dəniz bitki və heyvan orqanizmləri - bryozoan, balanus, diatomlar, mərcanlarla çirklənməsi) məhv edir. qoruyucu örtüklər və metalların məhvini sürətləndirir. Bəzi canlı orqanizmlər (məsələn, midye) çoxlu oksigen istehlak etdikləri üçün korroziya prosesini ləngidirlər.
Atmosfer korroziyası - havanın atmosferində və ya hər hansı bir nəm qaz mühitində metalların korroziyası. Havada nəm olmadıqda, dəmir cüzi bir sürətlə korroziyaya məruz qalır.
Bu, metal səthinin nəmlik dərəcəsindən asılıdır və bu əsasda üç növə bölünür:
1) yaş atmosfer korroziyası (at nisbi rütubət hava ~ 100% metal səthdə görünən nəmlik filmi olduqda;
2) metal səthində kapilyar adsorbsiya və ya kimyəvi kondensasiya zamanı əmələ gələn görünməz rütubət plyonkasının mövcudluğunda yaş atmosfer korroziyası;
3) metal səthində rütubətin tam olmaması şəraitində quru atmosfer korroziyası.
Atmosferlər rütubət, temperatur və çirklənmə baxımından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir, ona görə də müxtəlif ərazilərdə atmosfer korroziyasının sürəti eyni deyil, dəniz sahilinə nə qədər yaxın olsa, hava dəniz duzu, xüsusilə NaCl ilə daha çox doyur. AT sənaye sahələriəhəmiyyətli miqdarda SO 2 havada görünür, bu da sulfat turşusuna çevrilir. Mühərriklər işləyərkən daxili yanma NO böyük miqdarda əmələ gəlir və atmosferə buraxılır. Şəhərlərdə və sənaye mərkəzlərində atmosferə böyük miqdarda H2S atılır.
Atmosferin aqressivliyinə görə onu aşağıdakı əsas növlərə bölmək olar: dəniz, sənaye, şəhər, kənd, arktik.
Atmosferin aqressivliyinə təsir edən spesifik amillər (qazlar istisna olmaqla) toz və rütubətdir.
Atmosfer şəraitində əmələ gələn pas filmləri ola bilər qoruyucu xüsusiyyətlər, buna görə də zamanla korroziya sürəti azalır.
Real şəraitdə bütün bu korroziya növləri qarşılıqlı olaraq bir-birinə çevrilir. Rütubət filminin qalınlığından asılı olaraq atmosfer korroziyasının sürətinin dəyişməsinin xarakteri şəkildə göstərilmişdir. Bu dərəcə quru atmosfer korroziyası üçün sıfırdan dəyişir, yaş atmosfer korroziyası üçün maksimuma çatır və elektrolitdə verilmiş metalın korroziya sürətini xarakterizə edən bəzi sabit qiymətə qədər azalır.
Metalların atmosfer korroziyasının sürəti təsirlənir böyük rəqəm amillər:
1) havanın rütubəti (elektrolit yaradılması);
2) hava çirkləri (su ilə təmasda olan qazlar SO 2, SO 3, K 2 S, NH 3, Cb-HC1 və s. depassivator, kompleksləşdirici və ya katod depolarizator kimi çıxış edir; bərk hissəciklər elektrolit təbəqəsinin elektrik keçiriciliyini artırır və qazların və nəmin havadan udulmasını asanlaşdırmaq);
3) atmosferin təbiəti (təmiz, çirkli, quru, yaş);
4) coğrafi ərazi(tropiklər, subtropiklər, orta zolaq, boş, dirək);
5) korroziyaya uğrayan materialın səthinin vəziyyəti (korroziya məhsullarının olması);
6) metalda xarici daxilolmaların olması (onlardan bəziləri korroziyadan qoruyur - Cu, Pb, Pd kimi katodik daxilolmalar, digərləri isə metalın məhvinə kömək edir);
7) temperatur (temperatur yüksəldikcə korroziya dərəcəsi və rütubət azalır).
Metalların atmosfer korroziyasından qorunması üsulları aşağıdakılardır:
a) qoruyucu örtüklərin tətbiqi (sürtkü materialları, laklar, plyonkalar, sink örtükləri, nikel örtükləri, xrom örtükləri, fosfatlama, oksid filmləri); b) idarəetmə proseslərinə təsir (Cr, Al, Ti, Ni-nin anod passivləşməsi, Cu, Pd-nin katodik daxilolmaları); c) korroziyaya uğrayan metalın səthində elektrolit təbəqəsinin azalması (qurutma və havanın təmizlənməsi); d) korroziya inhibitorlarının (NaNO 2, nitritlər, karbonatlar, disikloheksilamin və monoetanolamin benzoatları) əsasən metalların saxlanması və qablaşdırma materiallarından qablarda və ya qablaşdırmada daşınması zamanı istifadə edilməsi.
Elektrokorroziya - elektrikləşdirilmiş avtomobillərin və ya digər sənaye elektrik qurğularının və qurğularının (elektrikləşdirilmiş dəmir yolları, metrolar, DC ötürücü xətlər, yeraltı metal konstruksiyaların katod mühafizə qurğuları) relslərindən sızan cərəyanların konstruksiyalara nüfuz etməsi nəticəsində yaranan yeraltı metal konstruksiyaların korroziyası.
Bu cərəyanlara boş cərəyanlar deyilir, onların böyüklüyü və istiqaməti zamanla dəyişə bilər.
Elektrokorroziya prosesinin intensivliyini xarakterizə edən əsas kəmiyyət yeraltı strukturdan yerə axan cərəyanın gücüdür, vahid səthə.
Yeraltı strukturdan sızma cərəyanının böyüklüyü bir çox amillərdən asılıdır, xüsusən:
Müqavimət torpaq;
Yerdəki başıboş cərəyanların miqyası;
Qarşılıqlı tənzimləmə başıboş cərəyanların mənbələri və yeraltı tikililər;
Yeraltı quruluşda xarici izolyasiya örtüyünün vəziyyəti;
Yeraltı quruluşun uzununa müqaviməti.
Kontakt korroziyası müxtəlif elektrokimyəvi potensiala malik iki metal arasında elektrik təması nəticəsində yaranan korroziyadır.
Gərginlik korroziyası metaldakı korroziyalı mühit və mexaniki gərginliklər eyni vaxtda məruz qaldıqda baş verir.
Yarıq korroziyası - dar boşluqlarda və yarıqlarda (yivli və flanşlı birləşmələrdə) metalın elektrolitlə korroziya məhvinin sürətlənməsi.
Aşındırıcı eroziya - aşındırıcı mühitə və sürtünməyə eyni vaxtda məruz qalma ilə.
Korroziyalı kavitasiya eyni vaxtda korroziya və zərbə ilə baş verir mühit(mərkəzdənqaçma nasoslarının çarxlarının qanadlarının korroziyası, gəmilərdə pervane kanatlarının məhv edilməsi).
Fretting - korroziya məruz qaldıqda metalların yerli korroziya məhvidir aqressiv mühit iki sürtünmə səthinin bir-birinə nisbətən salınımlı hərəkəti şəraitində.
Struktur korroziya ərintinin struktur qeyri-bərabərliyi ilə əlaqədardır. Bu vəziyyətdə, sürətlənmiş bir korroziya məhv prosesi səbəbiylə meydana gəlir aktivliyin artmasıərintinin hər hansı bir komponenti.
Termal kontakt korroziyası temperatur gradienti, metal səthinin qeyri-bərabər istiləşməsi səbəbindən baş verir.
Kimyəvi korroziya, aqressiv bir metal ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda metalın məhv edilməsindən ibarət bir prosesdir. xarici mühit. Korroziya proseslərinin kimyəvi müxtəlifliyinin elektrik cərəyanının təsiri ilə heç bir əlaqəsi yoxdur. Bu tip korroziya ilə oksidləşdirici reaksiya baş verir, burada məhv edilən material eyni zamanda ətraf mühitin elementlərinin azaldıcı maddəsidir.
Müxtəlif aqressiv mühitlərin təsnifatı iki növ metal məhvini əhatə edir:
- qeyri-elektrolit mayelərdə kimyəvi korroziya;
- kimyəvi qaz korroziyası.
Qaz korroziyası
Kimyəvi korroziyanın ən çox yayılmış növü - qaz - yüksək temperaturda qazlarda baş verən korroziyalı bir prosesdir. Bu problem bir çox növ texnoloji avadanlıq və hissələrin (soba armaturları, mühərriklər, turbinlər və s.) istismarı üçün xarakterikdir. Bundan əlavə, bitdi yüksək temperatur metalların emalında istifadə olunur yüksək təzyiq(yama, ştamplama, döymə, istilik prosesləri və s. əvvəl qızdırma).
Yüksək temperaturda metalların vəziyyətinin xüsusiyyətləri onların iki xüsusiyyəti ilə müəyyən edilir - istilik müqaviməti və istilik müqaviməti. İstilik müqaviməti, yüksək temperaturda bir metalın mexaniki xüsusiyyətlərinin sabitlik dərəcəsidir. Mexanik xassələrin sabitliyi altında gücün uzun müddət saxlanması və sürünməyə qarşı müqavimət nəzərdə tutulur. İstilik müqaviməti, metalın yüksək temperaturda qazların aşındırıcı fəaliyyətinə qarşı müqavimətidir.
İnkişaf sürəti qaz korroziyası bir sıra göstəricilər, o cümlədən:
- atmosfer temperaturu;
- metal və ya ərintinin tərkibinə daxil olan komponentlər;
- qazların yerləşdiyi mühitin parametrləri;
- qaz mühiti ilə təmas müddəti;
- aşındırıcı məhsulların xüsusiyyətləri.
Korroziya prosesinə daha çox metal səthində görünən oksid filminin xüsusiyyətləri və parametrləri təsir edir. Oksidin əmələ gəlməsini xronoloji olaraq iki mərhələyə bölmək olar:
- atmosferlə qarşılıqlı əlaqədə olan metal səthdə oksigen molekullarının adsorbsiyası;
- metal səthinin qazla təması nəticəsində kimyəvi birləşmə.
Birinci mərhələ, oksigen atomunun metaldan bir cüt elektronu götürdüyü zaman oksigen və səth atomlarının qarşılıqlı təsiri nəticəsində ion bağının görünüşü ilə xarakterizə olunur. Nəticədə yaranan bağ müstəsna gücü ilə seçilir - oksigenin oksiddəki metal ilə əlaqəsindən daha böyükdür.
Bu əlaqənin izahı atom sahəsinin oksigenə təsirindədir. Metal səthi oksidləşdirici maddə ilə doldurulan kimi (və bu çox tez baş verir), aşağı temperaturda van der Waals qüvvəsi hesabına oksidləşdirici molekulların adsorbsiyasına başlayır. Reaksiya nəticəsində oksigenin daxil olmasını çətinləşdirən zaman keçdikcə qalınlaşan ən incə monomolekulyar film meydana gəlir.
İkinci mərhələdə, var kimyəvi reaksiya, bu müddət ərzində mühitin oksidləşdirici elementi metaldan valentlik elektronlarını alır. Kimyəvi korroziya reaksiyanın son nəticəsidir.
Oksid filminin xüsusiyyətləri
Oksid filmlərinin təsnifatına üç növ daxildir:
- nazik (xüsusi qurğular olmadan görünməz);
- orta (təmiz rənglər);
- qalın (çılpaq gözlə görünən).
Yaranan oksid filmi qoruyucu imkanlara malikdir - kimyəvi korroziyanın inkişafını yavaşlatır və ya hətta tamamilə maneə törədir. Həmçinin, bir oksid filminin olması metalın istilik müqavimətini artırır.
Bununla belə, həqiqətən təsirli film bir sıra xüsusiyyətlərə cavab verməlidir:
- məsaməli olmayan;
- möhkəm bir quruluşa sahib olmaq;
- yaxşı yapışdırıcı xüsusiyyətlərə malikdir;
- atmosferə münasibətdə kimyəvi təsirsizliyə görə fərqlənir;
- sərt və aşınmaya davamlı olun.
Yuxarıda göstərilən şərtlərdən biri davamlı bir quruluşa malikdir əhəmiyyəti. Davamlılıq şərti oksid təbəqəsi molekullarının həcminin metal atomlarının həcmindən artıq olmasıdır. Davamlılıq oksidin bütövlükdə əhatə etmə qabiliyyətidir metal səth. Bu şərt yerinə yetirilmədikdə, film qoruyucu hesab edilə bilməz. Bununla belə, bu qayda üçün istisnalar var: bəzi metallar üçün, məsələn, maqnezium və qələvi torpaq qrupunun elementləri (berillium istisna olmaqla) üçün davamlılıq kritik göstərici deyil.
Oksid filminin qalınlığını təyin etmək üçün bir neçə üsuldan istifadə olunur. Filmin qoruyucu keyfiyyətləri onun formalaşması zamanı müəyyən edilə bilər. Bunun üçün metalın oksidləşmə sürəti, zamanla sürətin dəyişməsi parametrləri öyrənilir.
Artıq əmələ gələn oksid üçün qalınlığı öyrənməkdən ibarət başqa bir üsul istifadə olunur qoruyucu xüsusiyyətlər filmlər. Bunun üçün səthə bir reagent tətbiq olunur. Sonra mütəxəssislər reagentin nüfuz etməsi üçün lazım olan vaxtı təyin edirlər və əldə edilən məlumatlara əsasən, filmin qalınlığı haqqında bir nəticə çıxarırlar.
Qeyd! Hətta son əmələ gələn oksid filmi oksidləşdirici mühit və metal ilə qarşılıqlı əlaqədə olmağa davam edir.
Korroziyanın inkişaf sürəti
Kimyəvi korroziyanın inkişaf sürəti ondan asılıdır temperatur rejimi. Yüksək temperaturda oksidləşmə prosesləri daha sürətlə inkişaf edir. Üstəlik, reaksiyanın termodinamik amilinin rolunun azalması prosesə təsir göstərmir.
Əhəmiyyətli olan soyutma və dəyişkən istilikdir. Termal gərginliklər səbəbindən oksid filmində çatlar görünür. Boşluqlar vasitəsilə oksidləşdirici element səthə daxil olur. Nəticədə, A yeni təbəqə oksid filmi və birincisi soyulur.
Qaz mühitinin komponentləri də mühüm rol oynayır. Bu amil müxtəlif metal növləri üçün fərdidir və temperatur dalğalanmalarına uyğundur. Məsələn, mis oksigenlə təmasda olduqda tez korroziyaya uğrayır, lakin kükürd oksidi mühitində bu prosesə davamlıdır. Nikel üçün, əksinə, kükürd oksidi dağıdıcıdır və oksigen, karbon qazı və su mühitində sabitlik müşahidə olunur. Lakin xrom sadalanan bütün medialara davamlıdır.
Qeyd! Oksidin dissosiasiya təzyiqi səviyyəsi oksidləşdirici elementin təzyiqindən artıq olarsa, oksidləşmə prosesi dayanır və metal termodinamik cəhətdən sabit olur.
Alaşım komponentləri oksidləşdirici reaksiyanın sürətinə də təsir göstərir. Məsələn, manqan, kükürd, nikel və fosfor dəmiri oksidləşdirmək üçün heç bir iş görmür. Lakin alüminium, silikon və xrom prosesi daha yavaş edir. Kobalt, mis, berilyum və titan dəmirin oksidləşməsini daha da ləngidir. Vanadium, volfram və molibden əlavələri prosesi daha intensiv etməyə kömək edəcək ki, bu da bu metalların əriməsi və uçuculuğu ilə izah olunur. Ən yavaş oksidləşmə reaksiyaları austenit quruluşu ilə davam edir, çünki o, yüksək temperaturlara ən çox uyğunlaşır.
Korroziya dərəcəsinin asılı olduğu başqa bir amil, işlənmiş səthin xüsusiyyətləridir. Hamar səth daha yavaş oksidləşir, qeyri-bərabər səth isə daha sürətli oksidləşir.
Qeyri-elektrolit mayelərdə korroziya
Keçirici olmayan maye mühitlərə (yəni qeyri-elektrolit mayelər) bunlar daxildir üzvi maddələr, kimi:
- benzol;
- xloroform;
- spirtlər;
- karbon tetraklorid;
- fenol;
- yağ;
- benzin;
- kerosin və s.
Bundan əlavə, maye brom və ərimiş kükürd kimi az miqdarda qeyri-üzvi mayelər elektrolit olmayan mayelər hesab olunur.
Qeyd etmək lazımdır ki, üzvi həlledicilər özləri metallarla reaksiya vermirlər, lakin az miqdarda çirklərin olması ilə intensiv qarşılıqlı təsir prosesi baş verir.
Yağın tərkibindəki kükürd tərkibli elementlər korroziya sürətini artırır. Həmçinin, korroziya prosesləri yüksək temperatur və mayedə oksigenin olması ilə gücləndirilir. Rütubət elektromexaniki prinsipə uyğun olaraq korroziyanın inkişafını gücləndirir.
Korroziyanın sürətli inkişafının digər amili maye bromdur. At normal temperaturlar xüsusilə yüksək karbonlu çeliklər, alüminium və titan üçün dağıdıcıdır. Bromun dəmir və nikel üzərində təsiri az əhəmiyyətlidir. Qurğuşun, gümüş, tantal və platin maye broma ən böyük müqavimət göstərir.
Ərinmiş kükürd demək olar ki, bütün metallarla, ilk növbədə qurğuşun, qalay və mis ilə aqressiv reaksiya verir. Kükürd karbon çeliklərinə və titana daha az təsir edir və alüminiumu demək olar ki, tamamilə məhv edir.
Keçirici olmayan maye mühitlərdə metal konstruksiyalar üçün qoruyucu tədbirlər müəyyən bir mühitə davamlı metalların əlavə edilməsi ilə həyata keçirilir (məsələn, poladlar). yüksək məzmun xrom). Həmçinin, xüsusi qoruyucu örtüklər istifadə olunur (məsələn, kükürdün çox olduğu bir mühitdə alüminium örtüklər istifadə olunur).
Korroziyadan qorunma üsulları
Korroziyaya qarşı mübarizə üsullarına aşağıdakılar daxildir:
Müəyyən bir materialın seçimi onun istifadəsinin potensial səmərəliliyindən (texnoloji və maliyyə daxil olmaqla) asılıdır.
Müasir metal mühafizə prinsipləri aşağıdakı üsullara əsaslanır:
- Materialların kimyəvi müqavimətinin artırılması. Kimyəvi cəhətdən davamlı materiallar (yüksək polimer plastiklər, şüşə, keramika) özlərini uğurla sübut etdilər.
- Materialın aqressiv mühitdən təcrid edilməsi.
- Texnoloji mühitin aqressivliyinin azaldılması. Bu cür hərəkətlərə misal olaraq aşındırıcı mühitlərdə turşuluğun neytrallaşdırılması və aradan qaldırılması, həmçinin müxtəlif inhibitorların istifadəsi daxildir.
- Elektrokimyəvi mühafizə (xarici cərəyanın tətbiqi).
Yuxarıda göstərilən üsullar iki qrupa bölünür:
- Polad konstruksiya istismara verilməzdən əvvəl kimyəvi müqavimətin artırılması və izolyasiya tətbiq edilir.
- Ətraf mühitin aqressivliyini azaltmaq və elektrokimyəvi mühafizə artıq bir metal məhsulun istifadəsi prosesində istifadə olunur. Bu iki texnikanın istifadəsi yeni qorunma üsullarını tətbiq etməyə imkan verir, bunun nəticəsində mühafizə iş şəraitinin dəyişməsi ilə təmin edilir.
Metalların mühafizəsinin ən çox istifadə edilən üsullarından biri - galvanik korroziyaya qarşı örtük - böyük səth sahələri ilə iqtisadi cəhətdən sərfəli deyil. Səbəb daxil yüksək xərclər hazırlıq prosesi üçün.
Qoruma üsulları arasında aparıcı yeri metalların örtülməsi tutur boya materialları. Korroziya ilə mübarizənin bu üsulunun populyarlığı bir neçə amilin birləşməsi ilə əlaqədardır:
- yüksək qoruyucu xüsusiyyətlər (hidrofobiklik, mayelərin itməsi, aşağı qaz keçiriciliyi və buxar keçiriciliyi);
- istehsal qabiliyyəti;
- dekorativ həllər üçün geniş imkanlar;
- davamlılıq;
- iqtisadi əsaslandırma.
Eyni zamanda, geniş yayılmış materialların istifadəsi çatışmazlıqlar olmadan deyil:
- metal səthinin natamam islanması;
- örtünün əsas metala yapışmasının pozulması, bu da korroziyaya qarşı örtük altında elektrolitin yığılmasına səbəb olur və beləliklə, korroziyaya kömək edir;
- gözeneklilik, artan nəm keçiriciliyinə səbəb olur.
Bununla belə, boyalı səth, filmin parçalanmış zədələnməsi ilə belə metalı korroziya proseslərindən qoruyur, qeyri-kamil qalvanik örtüklər isə hətta korroziyanı sürətləndirə bilər.
Organosilikat örtüklər
Kimyəvi korroziya praktiki olaraq orqanosilikat materiallara aid edilmir. Bunun səbəbləri bu cür kompozisiyaların artan kimyəvi sabitliyində, işığa qarşı müqavimətində, hidrofobik xüsusiyyətlərdə və suyun aşağı udulmasındadır. Organosilikatlar da davamlıdır aşağı temperaturlar, yaxşı yapışdırıcı xüsusiyyətlərə və aşınma müqavimətinə malikdir.
Korroziyanın təsiri nəticəsində metalın məhv edilməsi problemləri, onlarla mübarizə aparan texnologiyaların inkişafına baxmayaraq, aradan qalxmır. Səbəb metal istehsalının daim artması və daha çox olmasıdır çətin şərtlər məhsullarının istismarı. Bu mərhələdə problemi nəhayət həll etmək mümkün deyil, ona görə də alimlərin səyləri korroziya proseslərini ləngitmək yollarının tapılmasına yönəlib.
