15- m’ruza Mavzu: Metallardagi gaz korroziyasi. Reja

15.3. rasm. Metall yuzasidagi oksid parda qalinligi h ning oksidlanish davomiyligiga bog‘liqligi.
(15.8)
Bu yerda: 12. Bunday bog‘liqlik ko‘plab metall va oksidlovchilar uchun yuqori haroratlarda kuzatiladi.
3. Logarifmik bog‘liqlik X — f(t) nisbatan past haroratlarda kuzatiladi. Logarifmik bog‘liqlik (1000 nm. gacha bo‘lgan) yupqa pardalarda kuzatiladi. Parda qalinligining ortishi bilan logarifmik bog‘liqlik parobolik bog‘liqlikka o‘zgaradi. U havoda temirni , misni nikelni , aluminiyni oksidlanishi uchun o‘rnatilgan. Ko‘plab metallar uchun harorat ortishi bilan oksid pardaning o‘sishini logarifmik bog‘liqligi parobolik, so‘ngra chiziqli bog‘lanishga almashadi.

3. Gaz korroziyasining ichki va tashqi omillari.
Birinchi navbatda gaz korroziyasi tezligi oksid pardaning xususiyatlari bilan belgilanadi. Agar oksid parda yaxlit bo‘lib, metal yuzasini to‘liq qoplaydigan bo‘lsa metalni oksidlanishiga qarshilik ko‘rsatadi. Plyonka sezmaydigan zarrachalar diffuziyasi qancha kam bo‘lsa plyonkaning himoya xususiyati shuncha yaxshi bo‘ladi. Shu bilan birga mexanik ta’sir va xaroratning siklik o‘zgarishi natijasida plyonka metal yuzasida saqlanishi kerak. Binobarin, plyonka yaxshi adgezion xususiyatga, mexanik mustaxkamlikka ega bo‘lishi, hamda issiqlikdan kengayish koeffitsienti himoyalanayotgan metalning issiqlikdan kengayish koeffitsientiga yaqin bo‘lishi kerak.
Metallardagi gaz korroziyasining tezligiga ichki faktorlar-metall tabiati, quymaning kimyoviy va fazaviy tarkibi, mexanik kuchlanish va deformatsiya, shuningdek tashqi faktorlar: gaz muhitining tarkibi va bosimi, uning harakat tezligi, harorati, qizish rejimi kiradi.
Quymaning tarkibi va strukturasi. Po‘latlarda uglerod miqdorini ortishi uning oksidlanish tezligini kamaytiradi. Oltingugurt va fosfor oksidlanish tezligiga kam ta’sir qiladi. Xrom, aluminiy va kremniy kabi qo‘shimchalar korrozion jarayonni sekinlashtiradi. Titan, mis, kobalt va berilliy bilan legirlashning samarasi kamroq. Vanadiy, molibden, volfram po‘latning oksidlanishini tezlashtiradi. Misning oksidlanishini aluminiy, berilliy, qalay va rux qo‘shish bilan pasaytirish mumkin.
Deformatsiya. Qizishda metallning deformatsiyalanishi oksid pardalarning yemirilishiga sabab bo‘ladi va oksidlanish tezligini ortiradi. Metalni qizdirish jarayonida yuzaga keladigan deformatsiya metalni himoyalovchi plyonkani yaxlitligiga putur yetkazishi mumkin va bu oksidlanish tezligini ortishiga sabab bo‘ladi. Rekristallanish xaroratidan past xaroratdagi dastlabki deformatsiya oksidlanish tezligiga nisbatan katta ta’sir ko‘rsatmaydi. Metallni dastlabki deformatsiyalanishida metal energiyasini ortishi bilan oksidlanish tezligi ortadi va shu bilan birga hosil bo‘layotgan dastlabki oksid plyonkasi ta’sir qiladi, tortuvchi kuchlanishlar esa maxalliy va qisman kristallararo korroziyani amalga oshishini ortiradi.
Gaz muhitining tarkibi. Yuqori haroratlarda metal kislorod, suv bug‘i, uglerod (IV) oksidi, va oltingugurt (IV) oksidi bilan o‘zaro ta’sirda bo‘ladi.
2Me + O₂ = 2MeO;
Me + SO₂ = MeO + SO;
Me+N₂O=MeO+N₂;
ZMe +SO₂ = 2MeO + MeS.
Bunda temir, kobalt va nikelning oksidlanish tezligi (900⁰S haroratda) N₂O—>SO₂—>O₂—>SO₂ qatorda ortadi. Ko‘rsatilgan metallardan farqli holda mis SO₂ da, volfram esa SO₂ da kuchsiz korroziyalanadi.
Metallardagi gaz korroziyasi tezligiga Havodagi qo‘shimchalar katta ta’sir ko‘rsatadi. Havoning ugleroda (IV) oksidi, oltingugurt (IV) oksidi, suv bug‘lari bilan ifloslanishi kam uglerodli po‘latlarda gaz korroziyasining ortishiga olib keladi. Bu plyonkadagi mavjud nomukammallik bilan bog‘liq.
Oltingugurt (IV) oksidi mavjud bo‘lganda po‘lat kristallararo korroziyaga uchrashi mumkin. Yonilg‘ini yonishidan hosil bo‘lgan gazlarda uglerod (IV i II) oksidlari, oltingugurt (IV) oksidi, ba’zi hollarda suv bug‘i (mazut, vanadiya (V) oksidi yonganda) bo‘lishi mumkin. Havodagi kislorod sarfini ortishi bilan yonish maxsulotlari tarkibida suv va ugleroda (IV) oksidi miqdori ortadi, natijada po‘latdagi gaz korroziyasi tezligi ortadi. Ortiqcha kislorod, shuningdek ugleroda (IV) oksidi miqdorini ortishi gaz korroziyasi tezligini ortiradi. Havoda tarkibida O₂, SO₂, N₂O bo‘lgan narsalarni qizdirilishi oksidlanish bilan birga uglerodsizlantirishni (dekarbonizatsiya) ham yuzaga keltiradi.
Fe₃S + 1/2O₂ = 3Fe + SO;
Fe₃S + SO₂ = 3Fe + 2SO;
Fe₃S + N₂O = 3Fe + SO + N₂.
Uglerodni oksidlanishi po‘lat yuzasida amalga oshadi: po‘latga yaqin qatlamdan uglerod po‘lat yuzasiga diffuziyalanadi va oksidlanadi. Tarkibida vodorod bo‘lgan moddalarni Havoda qizdirilishi ham uglerodsizlanishga sabab bo‘lishi bilan birga metan ham hosil bo‘ladi.
Po‘lat yuzasiga vodorodni kirishi – vodorodga to‘yinish – faqatgina metal yuzasida adsorbirlangan vodorod atomlari bo‘lsagina amalga oshadi.
Harorat. Yuqorida aytib o‘tilganidek haroratning ortishi bilan ∆G ortadi. Bu oksidlanishni termodinamik imkoniyatini pasayishini ko‘rsatadi. Bunda oksidlanish reaksiya tezligi konstantasi ortadi, bu esa gaz korroziyasining ortishiga olib keladi. Metallardagi oksidlanish tezligiga qizitish rejimi katta ta’sir ko‘rsatadi. Metalning siklik qizishi va sovishi (xarorat tebranishi) korroziya tezligini ortiradi. Buning sababi termik kuchlanishlarning ortishi natijasida oksid plyonkalarning himoyalovchi xususiyati kamayadi va metalda yoriq yoki qatlamlanishni yuzaga keltiradi.
Gaz bosimi. Kislorodning parsial bosimi oksidlanish tezligiga katta ta’sir ko‘rsatadi. Ko‘plab metallar uchun parsial bosimni ortishi bilan boshlanishda oksidlanish tezligi ortadi, bosim ortishi kritik nuqtaga yetgandan so‘ng oksidlanish tezligi keskin kamayadi. Bu yuqori haroratdagi passivlanish deyiladi
Metall yuzasiga ishlov berish sifati.
Metall yuzasiga ishlov berish sifati qancha yaxshi bo‘lsa uning oksidlanish tezligi shuncha past bo‘ladi. Bu nafaqat metaldagi oksidlanuvchi yuzalarning dastlabki farqi bilan bo‘lmay, balki notekis yuzada himoya qatlamlarining yaxshi saqlanmasligi, shuningdek bu yuzalarda mikrogeterogenligini ortishi bilan bog‘liq. Yuqoridagilarning barchasi plyonkaning himoya xususiyatini pasaytiradi.