Urganch davlat universiteti kimyo texnika fakulteti
Download 0.72 Mb. Pdf ko'rish
|
|
faktorlar
Ta’sir etuvchi faktorlar guruxi Ta’sir etuvchi faktorlar Metallning fizik-kimyoviy xususiyatlari va ichki
tuzilishi.
Metallning termodinamik barkarorligi. Metallning davriy sistemada joylashgan urni. Metal
qotishmasidagi komponentlarning miqdoriy nisbatlari. Metallning kristal panjarasi tuzilishi. Metall sirtining bir jinsliligi (sillik yoki notekisligi). Metallda ichki (mexanik) kuchlanishlar turi va miqdori. Metall konstruksiya (detallarning konstruksion tuzilishi).
Turli metallarning o‘zaro kontakti. Metallning polimer, yogoch, nometall material bilan o‘zaro kontakti. Metallning boshqa konstruksiya elementlari bilan birikish harakteri Kesim yuzalarining birikkanligi , detallar, jixozlar shakllarining sillikligi va boshqalar. Detallar, jixozlarning o‘zaro joylashuvi va qanday yigilganligi ; Kuchlarning yigilganligi ( tarkokligi ) Sirtki koplamalarni kayta tiklash mumkinligi; Qo‘shimcha himoyalashning imkoniyatlari
Metall va qotishmalarning kimyoviy tarkib, tozalik darajasi. YArim mahsulotlarning texnologik o‘ziga xos xususiyatlari. Kayta ishlashning texnologik o‘ziga xos xususiyatlari. Metallarga qo‘shimcha ishlov berishning o‘ziga xos xususiyatlari. Detallar birikmalarining texnologik xususiyatlari.
Metall jixozlardan Foydalanish (ekspluatatsion) muddatning davomiyligi. 25
foydalanish (ekspluatatsion) omillar
bilan bog‘liq
Temperatura va uning o‘zgarishi Suvli muhit tarkibi, qatlamining kalinligi va uning bir tekisligi. Eritmaning muhiti (rN-i). Atrof muhit ifloslanishining darajasi va xususiyati. Korroziya stimulyatorlari (intibitorlari)ning miqdori, turlari. Muhitning bosimi, uning o‘zgarishi. Kuyosh nuri yoki radiatsiyaning ta’siri. Muhitning harakatchanligi. Agressiv muhit bilan
metall (jixoz,
detallar)ning o‘zaro
kontakt ta’sirlashuv harakteri. Xavo almashuvchanligi.
kerakki, oksidlanib eritmaga utgan metallning gidratlangan ioni korrozion muhitda ion xolida qolib ketmaydi. Korrozion muhitning tarkibiga ko‘ra bu ion kompleks birikma, {Me(H 2 O) x * Any}; yomon eriydigan chukma - Me (OH) x yoki turli oksid MexOy lar ko‘rinishidagi mahsulotlarni hosil kilib korroziyalanishning kaytmas jarayon bo‘lishiga olib keladi. Bu jarayonlarda korrozion muhit tarkibida bo‘lishi mumkin bo‘lgan anionlar ( An = OH - , CO 3 -2 , S -2 , CL
- , Br
- , J
- , HS
- va
xokazo) ham muxim rol uynaydi. SHu sababli texnologik jarayonlarda ishlatiladigan turli metall konstruksiyalarini yaratishda va foydalanishda korrozion muhit tarkibida bo‘lishi mumkin bo‘lgan anionlarning ham ximiyaviy aktivligi va xossalarini e’tiborga olish kerak.
Lekin ko‘rib o‘tilgan oksidlovchilar ichida eng ko‘p tarkalgani eritmalarda erigan N + - ioni, H 2 S, O
2 va CO
2 molekulalaridir. Kislorodning ta’siri
Korrozion muhitdagi kislorod molekulalari katod jarayonlari ishtirokchisi bo‘lib, korroziya tezligi O 2 molekulalarning metall sirtiga etib kelish (diffuziya) tezligi bilan harakterlanadi. Korroziya tezligiga korrozion muhitda erigan kislorodning miqdori ta’sir etadi. Suvda erigan kislorodning konsentratsiyasi (98 26
kPa dan yuqori bo‘lmagan bosimda) Genri qonuni bo‘yicha hisoblanadi: R=E*X. Bunda R - suyuqlik ustidagi gazning porsial bosimi, E - Genri koeffitsienti, X - suvda erigan gazning molyar qismi.
Korroziya jarayoni borishiga kislorodning miqdori va bosimi turlicha ta’sir etadi. Rasmlardan ko‘rinib turibdiki, ma’lum miqdorgacha kislorod korroziyani tezlatib, keyin sekinlashtiradi. Buning sababi (4-5 mg/l miqdorda) kislorod dastlab katod jarayoni depolyarizatori (oksidlovchi) sifatida korroziyani tezlashtiradi. Keyinchalik metall sirtida hosil bo‘lgan oksid parda yoki korroziya mahsuloti “metall-kislorod” ta’siriga to‘sqinlik qilib korroziyani sekinlashuviga sabab bo‘ladi. SHu sababli aksariyat kislorodli korrozion muhitda uning bosimi yuqori kilinib (kislorod rejimi) korroziya tezligi sekinlashtiriladi. Harakatlanmaydigan elektrolit muhitida kislorodning metallga diffo‘ziyalanishi korroziya tezligini belgilab beruvchi asosiy bosqich bulsa, harakatlanadigan elektrolit muhitida kislorodning ionlanishi hal qiluvchi bosqich hisoblanadi.
Bunda yopiq sharoitda temperatura ortishi bilan korroziyalanish kuchayib boradi, ammo ochiq sharoitda 70 o S dan yuqorida korroziya tezligi kamayib boradi, chunki bu temperaturada kislorodning eruvchanligi kamayib, korrozion muhitning agressivligi kamayishiga olib keladi.
SO
2 - ta’siri: Metallarning korroziyalanishida suvda erigan uglerod (IV) oksidining miqdori ham xal kiluvchi ahamiyatga ega, chunki, SO 2 + N
2 O=N
+ + NSO
3 -
reaksiyasi tufayli eritmada N +
- ionlari miqdori ortib, (rN=4,5-6,0), “metall- vodorod-ioni” o‘zaro ta’siri natijasida katodda vodorodli depolyarizatsiya ro‘y beradi, metall oksidlanadi.
Lekin, N + ionlari N 2 ga aylanishi tufayli metall sirtida hosil bo‘ladigan korroziya mahsuloti (oksid parda) qavat-qavat xolida ajralishi sababli korroziya markaziga suvda erigan O 2 molekulalarining etib kelishi osonlashadi va korroziya bir maromda davom etaveradi. Bu jarayon tezligi temperaturaning qiymat oralig‘ida vodorodli, kislorodli depolyarizatsiya tufayli ortib boradi. YUqori temperaturada kamayishiga sabab, erigan kislorodning korrozion muhitdan chiqib ketishidir [4].
27
2.3. Korroziya tezligiga eritma muhiti (pH)ning ta’siri YUqorida keltirilgan ma’lumotlarga asosan korroziya tezligiga pH-ning ta’siri korrozion muhitning tarkibi bilan uzviy bog‘langan. Metall sirtida oksid pardasi hosil bo‘lishi bilan boradigan korroziya jarayonida pH ning ta’siri o‘ziga xos bo‘ladi.
Ayrim metallar temir, marganets, nikel, kobalt oksid pardalarining asoslilik xossasi yuqoriligi uchun kislotali muhitda bekaror, ishkoriy muhitda barkaror bo‘ladilar.
Boshqa metallar oksid pardalarining kislotalik xossasi yuqori bo‘lgani uchun kislotali muhitda bardoshli, ishkoriy muhitda korroziyalanuvchan bo‘ladi (tantal, molibden, volfram).
Ba’zi xollar (pH<7) da metallarning korroziyalanishiga chidamli bo‘lib qolishi ularning sirtida tuz pardalari hosil bo‘lishi bilan (PvSO 4 , FeSO 4 lar sulfat kislotada, Md F 2 , plavik kislotada FeRO 4 fosfat kislotali muhitda) izohlanadi.
Ko‘pchilik xollarda metallar korroziyalanib, uning mahsulotlari sifatida turli kompleks birikmalar hosil kiladilar. Kompleks birikmalar hosil bo‘lishi natijasida, ularning yaxshi eruvchanligi sababli, korroziyalanadigan metall sirtida oksid yoki tuz pardalari hosil bo‘lishiga yul kuymaydi, metall ionlarining elektrolit eritmasidagi aktivligini kamaytirida va Nernet tenglamasiga ko‘ra elektrod potensialini manfiy tomonga siljitib, anod jarayonini osonlashtiradi. M: SN - va NH 4 + , NO
3 - muhitli eritmada Misning korroziyalanishida {Cu (NH 3 ) 4 } 2+
kompleks-ion hosil bo‘lib, kam erituvchan Cu (OH) 2 birikma hosil bo‘lishiga tuskinlik kiladi. Temperatura ta’siri:
Korroziyalanish jarayoniga temperatura ta’siri ham boshqa faktorlar bilan birga bog‘liq bo‘lib, asosan quyidagi xollarda o‘z aksini topgan: temperatura ortishi oksidlovchilarning “qaytarilish uta kuchlanishini” kamaytiradi. N + - ioni qaytarilishi bilan boradigan N 2 S, CO
2 + H
2 O; lar
sharoitidagi korroziyalanish jarayonlari tezligi; K = A*exr (-E akt
/ RT) Arrenius tenglamasi bilan ifodalanadi. Bunda : E akt - korroziyalanishning effektiv aktivlanish 28
energiyasi; K - korroziya tezligi; A - doimiy son; R - gaz doimiysi, T - absolyut temperatura. diffuzion kiyinchiliklar bilan boruvchi korrozion jarayonlarinig tezligi kinetik kiyinchiliklar bilan boradigan emirilishga nisbatan temperaturaga kamrok bog‘liq bo‘ladi (ochiq sharoitda), yopik sharoitda kuchli bog‘liq bo‘ladi. turli metallarning elektroximiyaviy korroziyalanishi temperatura ortishiga turlicha bog‘liq bo‘ladi. Temperatura ta’sirida nafaqat korroziya tezligi o‘zgarib qolmasdan, korroziya harakteri ham o‘zgaradi.
M: Ruxlangan po‘lat quvurlarda jixozlar chuchuk suvli muhitda xona temperaturada ishlatilganda rux qatlami po‘latga nisbatan anod rolini o‘ynaydi.
Ayrim xollarda (teploobmennikda) issiqlik almashinuvchi jixozlarning devorlari boshqa, ular ichidagi korrozion muhit boshqacharok temperaturaga ega bo‘lib qoladi. Bunday xollarda korroziya tezligi yuqori bo‘ladi.
Konstruksiya va jixozlarning turli qismlarida turli temperatura bo‘lishi termogalvanik korroziyalanish ga olib keladi. Bunda yuqori temperaturali qismning potensiali manfiyrok qiymatli bo‘lib, anod rolini utaydi.
Ayrim xollarda yuqori temperaturali qism yuqori potensialiga ega bo‘lib, sovuk qismi kichiq potensiali bulsa, sovuk qism anod vazifasini bajaradi. Buni teskari termogalvanik element deyiladi [5].
2.4 Korroziya jarayoniga suyuqlik oqimi tezligining ta’siri Suyuqliklar oqimining tezligi korroziyani tezlashtiradi. CHunki oqim tezligig ortishi bilan metall sirtiga ta’sir etuvchi kislorod miqdori ortadi, oqim kuchi metall sirtida hosil bo‘lgan korroziya mahsulotini surib ketadi va kislorodning metall sirtiga diffuziyasi kuchayadi. Oqim tezligining keskin ortishi korrozion muhitning kislorodga boyishi va metallning passivlanishiga ham olib keladi. Suvli eritma oqimi tezligi - V bilan korroziya tezligi -K urtasida bog‘lanish grafigida uchta o‘ziga xos soxani ko‘rish mumkin: 29
(V<1,5:2,0 m/sek) da korroziya keskin kuchayib ketadi, chunki korroziyalanayotgan metall sirtiga kislorodning etib kelishi juda ko‘p va kuchli bo‘ladi. (2 metallarning passivlanishi ro‘y beradi. (V>10,0 m/sek) yuqori oqim tezligida korroziya tezligi ortadi. Sababi
korroziya mahsulotining metall sirtidan kuchishi sababli metall sirtining ochilib qoladi va yangi korroziya markazlari paydo bo‘ladi.
Korroziya tezligiga issiqlik kuchlari (harakati) ham ta’sir etadi. Issiqlik SHu bilan birgalikda metall sirtida qaytarilgan N 2 gazi pufakchalari chiqib ketishini tezlashtiradi. “Suv-bug‘” aralashmasi korrozion muhitidagi kislorodning deaeratsiyasi tufayli korroziyalanish sekinlashadi.
Mexanik kuch va korrozion muhitning birgalikda ta’siri tufayli metall korroziyasi kuchayadi. Mexanik ta’sir tashkaridan, ichkaridan (termik ishlov berish va deformatsiyalanish sababli) bo‘lishi mumkin. CHunki bu kuchlar: metall sirtidagi himoya (oksid va tuz) pardani buzadi, plastik deformatsiyalaydi va metallning termodinamik barkarorligini kamaytiradi.
Doimiy elektr toklari ta’sirida metallda anod va katod emrilishi (depolyarizatsiya) ro‘y berib, daydi toklar ta’siridagi elektr korroziyalanish sodir bo‘ladi.
Ultra tovush ham korroziyalanishni tezlashtiradi. Bu ta’sir tufayli metallning sirtidagi qo‘sh elektr qavatining to‘zilishi o‘zgarishi, (siljishi) ro‘y beradi. Metall sirtida desorbsiyalanish, maxalliy temperatura ortishi, mexanik kuchlanishlar yuzaga keladi. Bular tufayli ayrim xollarda korroziya tezlashadi, ayrim xollarda sekinlashadi. Radioaktiv nurlanish ta’siri ham yuqoridagi singari bo‘ladi. Uning ta’sirida metallning kristall to‘zilishi, xossasi o‘zgaradi. Korrozion muhit ionlanishi sababli uning aktivligi ortadi.
30
Buning oqibatida: radioximiyaviy effekt sababli oksidlovchilar hosil bo‘lib, katod jarayoni kuchayadi; dasturuksion effekt sababli metall sirtining xususiyati o‘zgaradi, oksid pardaning himoyalovchilik xossasi yo‘qoladi; fotoradiatsion effekt -katod jarayoni osonlashadi va depolyarizatsiya kuchayadi. Keyingi paytda metall konstruksiyalarning tashqi ko‘rinishi, shakli, bir-biriga nisbatdan joylashuvi ham korroziyalanishda muxim ahamiyatga ega ekanligi aniklangan.
Ma’lumki, korroziyalanish elektroximiyaviy jarayondir. Elektroxi-miyaviy reaksiyalarda bir elektrod sistemasi ishtirokida boruvchi tugri va teskari jarayonlarning tezliklari teng (muvozanat xolatida) bulsa, eritmaning tarkibi va elektrod (metall)ning massasi o‘zgarmaydi. Boshqacha aytganda, bunday sistemalarda bir faza (metall)dan ikkinchi faza (eritma)ga modda (metall ionlari)ning ortiqcha o‘tishi kuzatilmaydi, ya’ni korroziyalanish tezligi o‘zgarmaydi Ammo, korroziya jarayonlarida (a,b,v) metall atom-ioni elektronlarini qoldirib, eritmaga utib ketadi. Uning qolganan elektronlarini boshqa zarracha- oksidlovchilar biriktirib oladi va teskari jarayonni amalga oshish extimolligi va tezligi juda kam bo‘ladi.
Bu elektroximiyaviy jarayonda dinamik muvozanat yuzaga kelmaganligi sababli ular nomuvozanat sistemalar deyiladi. Bunday xolatda yuzaga keladigan potensiallar nomuvozanat potensiali deyiladi. Nomuvozanat potensial qiymati Nernct tenglamasiga to‘lik buysinmaydi va shu sababli uning qiymatini termodinamik kattaliklar asosida hisoblab bulmaydi. Uning qiymati faqat eksperimental usul bilan aniklanadi. Tugri va teskari reaksiyalar tezliklari yigndisiga mos kelgan muvozanat potensiali qiymati statsionar potensial deyiladi [6].
31
2.5. Elektroximiyaviy korroziyalanishning termodinamikasi. Metallarning elektroximiyaviy emirilishi metallarda metall xolatini termodinamik noturgunligi sababli sodir bo‘ladi. Termodinamika kursidan ma’lum ediki, har qanday jarayon, shu jumladan korroziyalanish (o‘z-o‘zidan), sistema erkin energiyasi (izobar-izotermik potensiali) ning kamayishi hisobiga sodir bo‘ladi. Korroziyalanish metallarning elektroximiyaviy emirilish jarayoni ekanligi sababli, uning termodinamik extimolligi bir tomondan shu metallning elektrod potensiali qiymati bilan harakterlansa, ikkinchi tomondan korrozion muhit tarkibiga kiruvchi oksidlovchilar (O 2 ) ning oksidlovchilik kuchi (oksidlanish potensiali) ga ham bog‘liqdir. Bu jarayonlar birgalikda boradi, elektroximiyaviy korroziyalanishning termodinamik extimolligi oksidlovchining qaytarilish potensiali bilan metallning oksidlinish potensiallari nisbatiga bog‘liqdir. Bu potensiallar farqining qiymati koroziyalanishning harakterlantiruvchi kuchi bo‘lib, quyidagi shart bajarilganda elektroximiyaviy korroziya ro‘y beradi. Buning ma’nosi metallarning qaytarilish potensiali uning oksidlanish potensialidan katta bo‘lgan (yoki musbatroq) oksidlovchi saklagan korrozion muhitga tushganda elektroximiyaviy korroziyalanishga uchraydi. Demak, tabiatda korroziyalanmaydigan metall yuk. Etarlicha oksidlovchilik xossasiga ega bo‘lgan muhitda xatto oltin ham korroziyalanadi. Buning uchun korroziyalovchi modda - oksidlovchining potensiali +1,68v dan katta (Masalan, ftor +2,87 v) bo‘lishi kerak. Elektroximiyaviy korroziyalanish mexanizmi. Elektroximiyaviy korroziyalanish nomuvozanat (qaytmas) jarayon bo‘lib, u asosan ikkita birgalikda boradigan reaksiya; anod jarayoni- metallning oksidlanishi va katod jarayoni - oksidlovchining qaytarilishidan iboratdir. Ikkala reaksiya baravariga va bir maromda doimiy amalga oshishi uchun metall bergan elektronlar oksidlovchi tomonidan to‘lik qabul kilinib turishi kerak. Bu reaksiyalar amalga oshishi uchun korrozion muhit (odatda suv) asosiy urin tutadi. Metall emirilishida. Suvda turli
32
agressiv moddalar, tuzlar, kislotalar erishi tufayli elektrolit eritmasi hosil bo‘ladi. Bu elektrolit eritmasida qutbli suv mole- kulalari atom- ionlardan iborat metall sirti chegarasida tizilishib turadilar. Bu “ion-dipol” ta’sir tabiatiga ega bo‘lib, ta’sir natijisida hosil bo‘lgan metall ionining suvli birikmasi- gidratlangan ionlar hosil bo‘lishi energiyasi metallning kristall panjarada bog‘lanib turish energiyasidan katta (E gidr
› E kr.pan
) bo‘lgani uchun metallning sirti emirila boshlaydi: { Me n+ • ne - }+mH
2 O —› Me
n+ • mH
2 O+ ne
-
Bu jarayonning o‘ziga xosligi shundaki olinayotgan yoki berilayotgan elektronlar bevosita metall atomi va oksidlovchi atomlari urtasida amalga oshmasdan metallning sirti orqali ro‘y beradi. Oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari bir joyda “kotib” qolmasdan, “metall-elektrolit” sirti chegarasida bir nuqtadan boshqasiga kuchib turadi. CHunki metallarning sirti ximiyaviy aktivligi jixatidan notekis bo‘lib, u metalning kristall to‘zilishi, mexanik kuch ta’siri, bosim, suyuqlikning harakati, temperaturaga bog‘liq bo‘ladi. Murakkab tarkibli (turli metallardan iborat) qotishmalarda ayrim-ayrim nuqtalar ximiyaviy aktivlik namoyon kilib metallarning boshqa qismi oksidlanish - qaytarilishda faqat elektronlarni o’tqazuvchilik vazifasini bajaradilar. Lekin shunday bulsada, korroziyaning mexanizmi va moxiyatini to‘liq anglab etish uchun emirilayotgan metallni yaxlit bir elektrod sifatida tasavvur etib, uning sirtini shartli ravishda anod va katoddan iborat yagona elektroximiyaviy sistema sifatida qarash kerak [7]. Elektroximiyaviy korroziyaning kinetikasi.
Yuqoridagi termodinamik tushunchalar asosida korroziyalanishning termodinamika nuqtai nazaridan amalga oshishi ehtimolligini ko‘rib chiqdik. Ammo bu korroziya tezligining o’lchovi bo’la olmaydi. CHunki uning katta manfiy qiymatga ega bo‘lishi har doim bu reaksiya yuqori tezlikda boradi, degani emas. M: Al metalining kislorod ta’sirida metall xolidan ion xoliga o‘tish extimolligi ( G (Al) =717,9 kj/mol ) temir atomlarining Fe +2- ionga aylanish extimolligi (G (Fe) =-254
kj/mol)dan ancha katta bulsada, alyuminiy temirga nisbattan korroziyaga kam 33
uchraydi. Buning sababi shundaki, korroziyalanishning real tezligi faqatgina uning termodinamik extimolligiga bog‘liq bulmasdan, bu jarayonning kinetik omillariga (kristal panjara energiyasi, “metall-elektrolit” o‘zaro ta’siri tabiati, korroziya mahsuloti tarkibi, metall ionning eritmasidagi diffuziyalanishi...) bog‘liqligidir.
Har qanday nomuvozanat jarayoni, shuningdek, korroziyalanishning tezligi quyidagi munosabat orqali ifodalanadi:
Korroziya tezligi = korroziyani harakatlantiruvchi kuchi jarayon borishiga Download 0.72 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|