24- ma’ruza. Mavzu: Konstruksiyalarni ingibitorli himoyalash. Reja

5. Korroziya ingibitorlarining ta’sir mexanizmi.
Qoʼshimchalarning metalldagi korrozion jarayonga ta’sir mexanizmini oʼrganish uchun aminli boratlarning ta’sirini koʼrib oʼtamiz. Metallar korroziyasi tashqi kuchlar ta’siri ostida elektrokimyoviy tabiatga ega bo‘lib, qoʼshimchalarning ta’sir mexanizmi qoʼyidagicha bo‘ladi: metallarni yemiruvchi anod va katod jarayonlarini tormozlanishi, metall yuzasidan suv (elektrolit) ning siqib chiqarilishi, va neftmaxsuloti tarkibida suvni ushlab turishi.



22.2- rasm. Turli rN da korroziya maxsulotining hosil bo‘lishi.

Maxsulot–metall tizimidagi dvigatel detallari korroziyasi aralash mexanizm bo‘yicha amalga oshadi. Korroziyaga qarshi qoʼshimchalar metall yuzasida mustaxkam inert himoya plyonkasi hosil qilib metallni korrozion faol muhit bilan aloqasini uzadi, uni elektrokimyoviy potentsialini oʼzgartirib korroziyani oldini oladi. Metall yuzasida plyonka oddiy adbsorbtsiya yoki xemosorbtsiya natijasida hosil bo‘ladi. Qoʼshimchani metall bilan aloqasidan kelib chiqib, qoʼshimchalar xemosorbtsion va kimyoviylarga bo‘linadi.

Xemosorbtsion turdagi qoʼshimchalar amino-, amido-, imido-, nitro kabi uzun alkil zanjirli molekulalar va qutibli gruxlardan iborat. Qoʼshimchalar metall yuzasida zich qatlam hosil qilib adsorbtsiyalanadi.
Moy tarkibidagi korroziyaga qarshi qoʼshimchalar adsorbtsion-desorbtsion muvozanat asosida plyonka hosil bo‘lishi uchun yetarli darajada bo‘lishi kerak.
Ingibitorlar ikki xil yoʼl bilan ta’sir qiladi: faol yuza maydonini kamaytiradi yoki korrozion jarayonni faollik energiyasini oʼzgartiradi.
Ingibitorning adsorbtsiyasi natijasida ikki qavatli elektr qatlamini strukturasi va shu bilan birga Ψ₂ potentsialning adsorbtsion irgʼishi oʼzgaradi. Ingibitor yoppa plyonkasini yuzasini (Θ) bir qismini ekranlashtirish, u (1-Θ) yuzada kechadigan korrozion jarayonga yoʼl qoʼymaydi.
Katod va anod ingibitorlar mos keluvchi elektrod reaktsiyalarni sekinlashtiradi, aralashgan ingibitorlar ikkala reaktsiyalardagi korroziya tezligini oʼzgartiradi. Metal yuzasida adsorbtsiya va himoya qatlamini shakllanishi ingibitor zarrachalari zaryadi va yuza bilan kimyoviy aloqa bogʼlash xususiyati bilan bogʼlangan.
Katod ingibitorlari katod reaktsiyalarni yoki metalni faol erishini sekinlashtiradi. Lokal korroziyani bartaraf qilish uchun anion ingibitorlari samaraliroq. Ko‘p hollarda metalni yaxshi himoya qilish uchun turli qoʼshimchalari bo‘lgan ingibitorlar kompozitsiyasidan foydalaniladi. Bunda quyidagilarni kuzatish mumkin:
-addivtiv ta’sir, bunda aloxida tashkil qiluvchilarning ingibirlovchi samarasi aralashmasi qoʼshiladi.
- antogonizm, komponentlardan birining boshqa komponentni ingibirlovchi samarasini pasaytirishi.
-sinergizm,kompozitsiya komponentlari bir birini ingibirlovchi xususiyatlarini kuchaytiradi.
Ingibtorni korroziyaga ta’sirini korrozion jarayon tezligini ingibitor bor va ingibitor yoʼq muxitdagi ko‘rsatgichlarini solishtirib koʼrishdan iboratdir.
Ingibitorlarni korroziyaga ta’siri mexanizmini oʼrganishning usullaridan biri polyarizatsion (anod va katod) egri chiziqlarni chizishdir. 22.2-rasmda ana shunday egri chiziqlar kislotali korroziya uchun keltirilgan.
Korrozion jarayonning etaplaridan birini ingibitor tomonidan tormozlanishi qutiblanishni ortishiga olib keladi. Ingibitor ta’siri qancha katta bo‘lsa, unga mos keluvchi polyarizatsion egri chiziq shuncha tik yoʼnalgan bo‘ladi. 22.2-rasmda yarim logarifmik koordinatalar oʼqida kislotalarda ingibitorlar yo‘q va bor holatlar uchun katod va anod polyarizatsion egri chiziqlar keltirilgan. Polyarizatsion egri chiziqlarning biridan olingan hulosalarni (Ekstropolyatsiya) boshqa polyarizatsion egri chiziqning boshqalariga tatbiq kilish korroziya potentsiallari Yekor1 va Ye kor 2 va korroziya tezligi ikor1 va ikor2 ni aniqlash imkonini beradi. Bu qiymatlarni solishtirish shuni ko‘rsatadiki, Yekor ingibitorni mavjudligi qiymatlarni musbat tomonga siljitadi va korroziya tezligi esa kamayadi. ikor1 va ikor2 ni qiymatlaridan foydalanib ingibitorni samaradorligini baholash va Z va γ ni topish mumkin.
Noorganik ingibitorlar. Ko‘plab noorganik moddalar agressiv muxitlarda metal korroziyasini sekinlashtirish xususiyatiga ega. Bu birikmalarning ingibirlovchi ta’siri ularda kationlarni) yoki anionlarni mavjudligiga bog‘liq.
Noorganik katod ingibitorlari katod jarayoni qayta kuchlanishini ortirish va katod uchastkasini maydonini kamaytirish xisobiga metallar korroziyasi tezligini kamaytiradi.
Ekranlovchi (himoyalovchi) katod ingibitorlari bu birikmalar mikrokatodlarda erimaydigan birikmalar hosil qilib, ular izolyatsiyalovchi himoya qatlami bo‘lib xisoblanadi. Temirning suvdagi eritmasi uchun ZnSO₄, ZnCl₂ Ca(NSO₃)₂ brikmalari temirning suvdagi eritmalarida ekranlovchi katlod ingibitori bo‘lishi mumkin.
Bikarbonat kaltsiy Ca(NSO₃)₂ eng arzon ekranlovchi katod ingibitori bo‘lib suv tizimida ishlaydigan po‘latlarni himoya qilish uchun ishlatiladi. Bikarbonat kaltsiy ishqoriy muxit ostida erimaydigan brikma SaSo₃ hosil qilib, metalni elektrolitdan himoya qiladi.
Katod jarayoni qayta kuchlanishini kuchaytiruvchi katod ingibitori vodorodli qutibsizlanish bilan boradigan korroziyada qo‘llaniladi. Ingibitor sifatida ba’zi ogʼir metallarni (AsCl₃, Bi(SO₄)₃ kationi bor tuzlardan foydalaniladi. Po‘latlarda bu metallar kontaktidan choʼkish hosil bo‘lib, natijada vodorodni qayta kuchlanishi ortadi. Rasmda As₂O₂ uncha ko‘p boʼlmagan miqdorini (0,045 % mishyak xisobida) uglerodli po‘latning oltingugurt kislotasidagi korroziyaga ta’siri keltirilgan.
Noorganik anod ingibitorlari metal yuzasida yupqa (~ 0,01 mkm) plyonka hosil bo‘lib metalni eritmaga oʼtishini toʼxtatadi. Plyonka hosil qiluvchilar va oksidlovchi kimyoviy birikmalar korroziyani anodli sekinlashtiruvchilar guruxiga kirib, ular passivatorlar deyiladi. Katodli- anodli ingibitorlar, misol uchun As₂O₂ ingibitorlari kislota eritmalarida metal yuzasida xemosorbtsion qatlam hosil bo‘lishi hisobiga anod va katod jarayonlarini teng darajada tormozlaydi.
Plyonka hosil qiluvchi ingibitorlar yuzada fazaviy yoki adsorbtsion plyonka hosil qilib metal yuzasini himoya qiladi. Ularning qatoriga NaON, NaSO₃ va fosfatlar kiradi. Fosfatlar po‘latlarni xoʼjalik va kommunal suv quvurlarini himoya qilishda ishlatiladi. Fosfatlar bor joyda metal yuzasida plyonka hosil bo‘ladi. U temir gidrooksidi va zichlangan temir fosfatidan iborat bo‘ladi. Himoya samarasini katta bo‘lishi uchun ko‘p hollarda fosfatlar yarim fosfatlar bilan birga ishlatiladi.
Faolsizlantiruvchilar (passivator) metal yuzasida oksid plyonkalarni hosil qilish sharofatiga anod reaktsiya tormozlanadi.
Bu reaktsiya faqatgina faolsizlanishga moyil bo‘lgan metallardagina bo‘lishi mumkin.
Faolsizlantiruvchilar yaxshi, lekin xavfli ingibitorlar bo‘lib xisoblanadi. Noto‘g‘ri tanlangan kontsentratsiyada Sl- ionlari mavjud bo‘lsa yoki mos kelmaydigan kislotali muxitda ular metaldagi korroziyani tezlashtirib, juda xavfli bo‘lgan nuqtaviy korroziyani keltirib chiqarishi mumkin.
Natriy va kaliyni xromat va bixromatlari sanoatni suv tizimida temir, ruxlangan po‘lat, mis, latun va alyuminiyni korroziya ingibitorlari sifatida ishlatish mumkin. Temir uchun xromatlarni ta’siri quyidagicha yoziladi.
Oksid plyonkani 25 % ni Cp₂O₃ va 75 % ni Fe₂O₃ tashkil qiladi.
rN= 5 dan katta bo‘lganda nitritlar ko‘plab metallarda (rux va misdan tashqari) ingibitor sifatida qo‘llaniladi. Ular zang bor joyda samarali va arzon.
Nitritlarning himoya ta’siri yuzada oksid plyonkasini hosil bo‘lishi bilan bogʼliq. Plyonka quyidagi tenglama bo‘yicha hosil bo‘ladi.
Silikatlar katod vva anod reaktsiyalarining tezligini kamaytirib ingibitorlarning aralash ta’sir qiladigan turiga kiradi.
Silikatlarning umumiy formulasi – XSiO₂˖Me₂O. Silikatlar ta’siri suvda erigan uglekisliy gazni neytrallash va metal yuzasida himoya plyonkasini tashkil qilishdan iborat.
Organik ingibitorlar. Ko‘plab organik brikmalar metal korroziyasini sekinlashtirish xususiyatigsha ega. Organik brikmalar – aralash ta’sir etuvchi ingibitorlardir, chunki ular ham anod va ham katod reaktsiyalariga ta’sir qiladi.
Atmosfera korroziyasi ingibitorlari. Atmosfera korroziyasi –bu elektrokimyoviy jarayon bo‘lib, metal yuzasida kondensatsiyalanadigan yupqa nam plyonkada amalga oshadi. Maʼlumki bu korroziya kislorodli qutibsizlanish bilan amalga oshadi. Shuning uchun ham neytral va ishqoriy eritmalarda ishlatiladigan hamma faolsizlantiruvchilar atmosfera korroziyasi ingibitorlari bo‘lib xisoblanadi. Ular uchmaydigan (neletuchiy) va uchadigan (parofazniy) turlarga bo‘linadi.
Kontakt ingibitoorlar metalni yuzasiga yoki taxlangan (upakovochniy) material yuzasiga solinadi. Kontakt ingibitorlar metal yuzasi bilan ta’sirlanib unda yuqori himoyalovchi xususiyatga ega bo‘lgan faolsiz plyonka hosil qiladi. Metal bilan kontaklanuvchi ingibitor plyonka mexanik zararlanganda toʼxtovsiz ravishda faolsizlantiruvchi plyonkani yangilanishini taʼminlaydi. Kontakt ingibitorlar eritmalarga nisbatan ikkita katta guruxga boʼlinadi: suvda eriydiganlar va moyda eriydiganlar. Suvda eriydiganlarga nitrit natriy, molibden kislota tuzlari va boshqa shu kabi brikmalar kiradi. Bu ingibitorlar foydalanishga qulay, polimerlar bilan yaxshi aralashadi. Ularning kamchiligi: suvda yuvilib ketish extimoli katta va buning natijasida atmosfera ta’siriga bardosh beraolmaydi. Moyda eriydigan ingibitorlarga AKOR prisadkasi, yogʼli kislota amidlari, sulfidlangan va nitratlangan moy va boshqa brikmalar. Moylarning suv yuqtirmasligi bu ingibitorlarning suvda va suvli eritmalarda yuqori barqarorligini , ularni qutibsiz polimerlar bilan yaxshi qoʼshilishini taʼminlaydi. Bunday ingibitorlar atmosfera ta’siriga oʼta mustaxkam. Ba’zi ingibitorlar suvda va moyda eruvchan. Misol uchun: MSDA-1, MSDA-2, VITAL. IKS-1
Suvda eriydigan ingibitorlar suvda maqbul darajada erish kerak. Yuqori eruvchanlik plyonkalarni toʼsiqlik xususiyatlarini kuchsizlantiradi, suvni diffuziyasini yengillashtiradi, himoyani davomiyligini qisqartiradi, eruvchanlikning ozligi faolsizlantiruvchi agentning kerakli kontsentratsiyasini taʼminlamaydi.
Moyda eruvchi ingibitorlar yuqori xaroratda parchalanishi va chaqnashi, optimal qovushqoqlikka ega bo‘lishi kerak. Yuqori qovushqoqlik ingibitorni metalni himoyalanadigan yuzasiga borishini qiyinlashtiradi.
Uchuvchi ingibitorlar–gaz yoki bugʼ fazasida metalni himoya qilish xususiyatiga ega. Ular bugʼning yuqori egiluvchanligi, atmosfera havosini tezda egallashi bilan xarakterlanadi va metal yuzasida adsorbtsiyalanib uni atmosfera korroziyasidan himoyalaydi. Foydalanilayotgan birikma turiga bog‘liq holda, hosil bo‘lgan himoya plyonkasi yoki ingibitor bilan faolsizlanishi sababli metal yuzasini Havoni agressiv ta’siridan himoyalaydi. Foydalaniladigan birikma turiga bog‘liq holda metall yuzasi himoya plyonkasi yoki ingibitorning faolsizlantirish sharofati bilan Havoning agressiv ta’siridan himoyalanadi.
Uchuvchi ingibitorlardan foydalanish buyumni yuzasini yaxshilab tozalashni va himoya qilinadigan buyum atrofidagi havoni eng oz darajaga tushirishni talab qiladi. Bu buyumni maxsus qogʼozga oʼrashpolimer materiallardan tayyorlangan karton korobkalarga, yashiklarga va x.z. joylash bilan amalga oshiriladi. Uchuvchi ingibitorlardan foydalanish murakkab metalkonstruktsiyalarni yetib borish qiyin bo‘lgan, korroziyaga qarshi himoyaning boshqa usullarini qoʼllash samarasiz bo‘lgan joylarda ishlatish qulay.
Saqlash va transportirovka qilish sharoitiga va oʼrashga bog‘liq holda uchuvchi ingibitorlar metal buyumlarni bir necha oydan ikki yilgacha himoya qiladi. Taxminan 7 gr ingibitor 1m² oʼrovchi qogʼozdayoki 2...3 gr ingibitor 1m³ xajmdagi oʼramda yaxshi samara beradi. Uchuvchi ingibitorlar qatoriga ko‘plab tarkibiga alifatik va aromatik aminlari geterotsiklik azotli birikmalar, va ularning tuzlari, hamda ba’zi bir noorganik birikmalar kiradi. NDA, MSDA-1, G-2, va boshqalar.
Ingibtor qoplamalar va moylar mashinasozlikda va sanoatning boshqa soxalarida ingibitor qoplamalar va moylar konservatsiya uchun qoplama va plyonka hamda metal buyumlarni oʼrash uchun ishlatiladi. Ularni yordamida metallarni korroziyadan himoya qilishning kombinatsiyalashgan usullari amalga oshiriladi. Bu holda polimer asos tarkibiga suvda yoki moyda eriydigan kontakt ingibitorlar kiritiladi. Ingibitorlarni metal yuzasiga kiritishagressiv muxit orqali yoki ingibitorning material xajmiga diffuziyasi orqali amalga oshiriladi.
Ingibitor surkamalarni moy, xayvon yogʼi, mum va vazelindan tayyorlanadi. Ular nisbatan arzon, metal yuzasini qoplash oson. Moylarni korroziyaga qarshi himoya sifatida ishlatishda himoya yuzasiga ortiqcha talab quyilmaydi, ular barqaror saqlanadi va saqlanish davomida agressiv muxit hosil qilmaydi. Ingibitor surkamalarning asosiy kamchiligi-plyonka mustaxkam emas.
Surkamalarning quyuk (konsistent) va suyuq turlari mavjud.
Quyuq surkamalar – mineral moylar bo‘lib, ular sovun, yogʼ kislotalari, polimerlar, neftni qayta ishlash maxsulotlari qoʼshilib quyuq holga keltirilgan. Quyuq surkama qatlami metalga Havova suv kirishiga yoʼl quymasdan korroziya jarayonini sekinlashtiradi. Bunday surkamalar faqat quruq yuzaga beriladi. Agar mpetalda namlik bo‘lsa, surkama ostida ham korroziya jarayoni toʼxtamaydi. Quyuq moylar mashina va jihozlarni ustki tomondan konservatsiya qilishda ham qo‘llaniladi.
Suyuq surkamalar – mineral moylar bo‘lib, unda korroziya ingibitorlari erigan holda bo‘ladi. Ularni quyuq moylarga qaraganda surkash va tozalash oson. Bunday moylar sarfi quyuq moylarga qaraganda kam. Suyuq moylar bilan konservatsiya qilish jarayonini avtomotlashtirish oson. Ularning kamchiligi ularda tovar koʼrinishi yoʼq va konservatsiyadan yechish ko‘p mexnat talab qiladi.