Kimyasal korozyon ve bununla mücadele yolları

Kimyasal korozyon ve bununla mücadele yolları Kimyasal korozyonun özellikleri ve nasıl ortadan kaldırılacağı

Kimyasal korozyon, yıkımdan oluşan bir süreçtir agresif dış ortamlarla etkileşim halindeyken metal.

Kimyasal bir aşındırıcı işlem türü, akıma (elektriğe) maruz kalma ile ilişkilendirilmeyecektir. imha materyali aynı zamanda çevre elemanları için bir indirgeme maddesi olduğu korozyon Bu tür bir oksidatif reaksiyon meydana gelir.

Korozif ortam türlerinin sınıflandırılması iki tür metal tahribatını içerecektir - elektrolit olmayan sıvılara kimyasal korozyon ve gaz halindeki kimyasal korozyon.

Gaz tipi korozyon

Genel bilgiler

En büyük kimyasal korozyon türü - gaz - bir korozyon sürecidir Sıcaklık yükseldiğinde bir gazda oluşan tip Bu problem, çoğu teknolojik ekipman türünün yanı sıra parçaların (motorlar, fırın donanımları, türbinler vb.

) Çalışması için tipik olacaktır. Dahası, metalleri yüksek basınç altında işlemek için ultra yüksek sıcaklıklar kullanılır (haddeleme, dövme, damgalama, ısıl işlem vb. Öncesinde ısıtma).

Metallerin özellikleri ve yüksek sıcaklıklardaki durumları iki özellikle belirlenecektir - ısı direnci ve ısı direnci. İkincisi, çok yüksek sıcaklıklarda mekanik özelliklerin kararlılık derecesidir.

Mekanik özelliklerin kararlılığı, gücün uzun süre korunması ve sürünme direnci olarak anlaşılabilir. Isı direnci, bir metalin yüksek sıcaklıklarda gazların aşındırıcı aktivitesine karşı direncidir.

Gaz tipi korozyonun gelişme hızı, aralarında:

  • Kimyasal korozyon ve bununla mücadele yolları Atmosferik sıcaklık.
  • Alaşım veya metalden oluşan bileşenler.
  • Gazlı ortamın parametreleri.

  • Gaz ortamı ile temas süresi.
  • Aşındırıcı tip ürünlerin özelliği.

Korozyon süreci, metal yüzeyde görünen oksit filmin özelliklerinden ve parametrelerinden büyük ölçüde etkilenecektir.

Oksit oluşumu birkaç aşamaya bölünebilir (kronolojik olarak):

  1. Oksijen moleküllerinin atmosferle etkileşime giren bir metal yüzey üzerinde adsorpsiyonu.
  2. bir kimyasal bileşik görünür nedeniyle bir gaz ile bir metal yüzeyin, İletişim.

İlk aşama, oksijen atomu metalden elektron almaya başladığında, oksijen ve atomik yüzeylerin etkileşimi sonucunda bir iyonik bağ oluşumu ile karakterize edilecektir. Ortaya çıkan bağ, olağanüstü bir güçle ayırt edilmeye başlar - oksijen ve oksit içindeki metal arasındaki bağdan çok daha büyüktür.

Bu bağlantının açıklaması, atomik alanın oksijen üzerindeki etkisinde yatacaktır.Metal yüzey oksitleyici bir maddeyle dolmaya başlar başlamaz (ve bu hızla olur), düşük sıcaklık koşullarında, oksitleyici molekülün adsorpsiyonu başlar. Reaksiyonun sonucu, bir süre sonra kalınlaşan ve yalnızca oksijen erişimini zorlaştıran en ince monomoleküler filmin ortaya çıkması olacaktır.

İkinci aşamada, ortamın oksitleyici elementinin metalden valans tipi elektronlar almaya başladığı bir kimyasal reaksiyon gerçekleşecektir. Kimyasal korozyon, reaksiyonun sonucudur.

Oksit filmin özellikleri

Kimyasal korozyonun özelliklerini dikkate almayı öneriyoruz.

Oksit filmlerin sınıflandırılması 3 tiptedir:

  • İnce (özel bir cihaz olmadan görünmezler).
  • Orta (kararma).

  • Kalın (insan gözüyle görülebilir).

Ortaya çıkan oksit filmin koruyucu yetenekleri vardır - korozyon oluşumunu yavaşlatacak veya hatta tamamen engelleyecektir. Bir filmin varlığı metalin ısıya karşı direncini de arttırır.

Ancak, gerçekten etkili bir film aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

  • Gözenekli değil.
  • Sağlam bir yapıya sahiptir.

  • Mükemmel yapışma özelliklerine sahiptir.
  • Atmosfere göre kimyasal geçişlilikleri ile ayırt edilirler.
  • Sert ve aşınmaya karşı dirençli olun.

Yukarıda bahsedilen koşullardan biri, katı yapının özel bir öneme sahip olmasıdır. Süreklilik koşulu, oksit filmin moleküler hacminin metal atomlarının hacmi üzerindeki fazlalığı olacaktır.

Süreklilik, oksidin tüm metal yüzeyi tam bir tabaka ile kaplayabilmesidir. Koşul karşılanmazsa, film koruyucu olmayacaktır. Ancak, bu kuralın istisnaları vardır - örneğin, alkali toprak gruplarının elementleri (istisna berilyum olacaktır) ve magnezyum gibi bazı metaller için süreklilik kritik bir gösterge değildir.

Oksit film kalınlığını ayarlamak için birkaç teknik kullanılır. Filmin koruyucu özellikleri, oluşum sırasında tespit edilebilir.

Bunu yapmak için, metal oksidasyon oranını ve hızın zamanla değişen parametrelerini incelemelisiniz. Zaten oluşturulmuş oksit için, filmin koruyucu tipinin kalınlığını ve özelliklerini incelemekten oluşan farklı bir yöntem kullanılır. Bunun için yüzeye bir reaktif uygulanmalıdır. Ayrıca, uzmanlar reaktifin ortaya çıkması için geçen zamanı kaydedecek ve verilere dayanarak film kalınlığı hakkında bir sonuç çıkarılmalıdır.

Son olarak oluşan oksit filmin bile metalle olduğu kadar oksitleyici ortamla etkileşime devam edeceğini lütfen unutmayın.

Korozyon hızı

Kimyasal korozyonun gelişme hızı, sıcaklık rejimine bağlı olacaktır. Yüksek sıcaklıklarda oksidasyon süreçleri daha hızlı gelişmeye başlar.Termodinamik faktörün rolündeki bu azalma ile reaksiyonun seyri, sürecin kendisini etkilemeyecektir. Soğutma ve ısıtma alternatif önemli olacaktır. Termal stres nedeniyle, oksit filmde çatlaklar görünmeye başlayacaktır.

Oksidasyon elemanı deliklerden yüzeye ulaşacaktır. Sonuç olarak, yeni bir oksit tipi film tabakası belirir ve bir önceki tabaka soyulmaya başlar.

Gazlı ortamın bileşenleri önemli bir rol oynayacaktır. Bu faktör metallerin farklı türleri için bireysel ve sıcaklık dalgalanmaları ile tutarlı olacaktır. Örneğin bakır, oksijenle temas ettiğinde hızla paslanır, ancak aynı zamanda kükürt oksit ortamında prosese dirençlidir.

Nikel için oksit tahrip edicidir ve direnç oksijen, karbondioksit ve suda görülebilir. Ancak krom, listelenen tüm ortamlara direnç gösterebilmektedir. Oksitin ayrışma basıncı seviyesi, oksidasyon elemanının basıncını aşarsa, işlemin kendisi duracak ve termodinamik stabilite kazanacaktır.

Alaşım bileşenleri ayrıca oksidasyon reaksiyon hızını da etkileyecektir. Örneğin kükürt, manganez, fosfor ve nikel demirin oksidasyonuna hiçbir şekilde katkıda bulunmayacaktır.

Ancak silikon, alüminyum ve krom işlemi çok yavaşlatır. Bu, bakır, demir oksidasyonu, kobalt, titanyum ve berilyum ile daha da güçlü hale getirilir. Tungsten, vanadyum ve molibden katkı maddeleri, bu tür metallerin uçuculuğu ve düşük erime noktasıyla açıklandığı üzere, işlemi daha yoğun hale getirmeye yardımcı olur. En yavaş kimyasal korozyon süreçleri östenitik bir yapı ile gerçekleşir, çünkü yüksek sıcaklıklara en iyi şekilde uyarlanır. Hızın bağlı olacağı diğer bir faktör, işlenmiş yüzeyin özellikleridir.

Pürüzsüz bir yüzey daha yavaş oksitlenir ve düz olmayan bir yüzey çok daha hızlı oksitlenir.

Elektrolit olmayan sıvılarda korozyon

Genel bilgiler

İletken olmayan sıvı ortama (daha doğrusu elektrolit olmayan sıvılar) bu tür organik maddeleri dahil edin, örneğin:

  • Gazyağı.
  • Benzen.
  • Benzin.
  • Kloroform.

  • Yağ.
  • Alkoller.
  • Fenol.
  • Karbon tetraklorür.

Az miktarda inorganik sıvılar, örneğin sıvı brom ve erimiş sülfür de bu tür sıvılar olarak kabul edilir.

Organik tip çözücülerin kendi başlarına metallerle reaksiyona girmeyeceği, ancak az miktarda safsızlık varlığında yoğun bir etkileşim sürecinin ortaya çıktığı belirtilmelidir. Korozyon hızı, yağda bulunan kükürt içeren elementlerle arttırılır.

Ayrıca, korozif süreçleri geliştirmek için yüksek sıcaklıklar gereklidir. Nem, elektromekanik korozyon gelişimini yoğunlaştıracaktır. Korozyonun hızlı gelişmesindeki bir başka faktör de sıvı bromdur.

Normal sıcaklıklarda, özellikle yüksek karbonlu çelikler, titanyum ve alüminyuma zarar verecektir.Bromun nikel ve demir üzerindeki etkisi daha az önemlidir ve tantal, kurşun, platin ve gümüş sıvı brom türüne karşı en büyük direnci gösterecektir.

Erimiş kükürt hemen hemen tüm metallerle ve başta kalay, kurşun ve bakır olmak üzere agresif reaksiyonlara girecektir. Sülfür, titanyum ve çeliğin karbon derecelerini daha az etkileyecek ve alüminyumu neredeyse tamamen yok edecektir. İletken olmayan sıvı tipi ortamda bulunan metal yapılar için koruyucu eylemler, belirli bir ortama dayanıklı bir metal (örneğin, yüksek krom içerikli çelikler) eklenerek gerçekleştirilir.

Özel koruyucu kaplamalar da kullanılır (örneğin, çok fazla kükürt bulunan bir ortamda alüminyum kaplamalar kullanılır)

Korozyon Koruma Yöntemleri

Korozyon Kontrol Yöntemleri şunları içerecektir:

  • Kimyasal korozyon ve bununla mücadele yolları Baz metalin koruyucu bir katmanla işlenmesi (örneğin, boya ve vernik uygulanması).
  • İnhibitörlerin kullanımı (arsenitler veya kromatlar).
  • Korozif süreçlere dirençli malzemelerin tanıtımı.

Belirli bir malzemenin seçimi, uygulamasının potansiyel etkinliğine (burada finansal ve teknolojik bir biçim vardır) bağlı olacaktır.

Metalin, metalin kimyasal korozyonundan korunması için modern ilkeler, aşağıdaki yöntemlere dayanacaktır:

  1. Kimyasal doğurganlığın iyileştirilmesi.

    Dirençli malzemeler (cam, yüksek polimer plastik ve seramik) kendilerini başarılı bir şekilde önerebilmiştir.

  2. Malzemenin agresif ortamdan izolasyonu.
  3. Proses Saldırganlığını Azaltma - Bunun örnekleri arasında, aşındırıcı bir ortamda asitliği nötralize etmek ve kaldırmak ve çeşitli inhibitörler kullanmak yer alır.
  4. Elektrokimyasal tip koruma (üst üste bindirilmiş harici akım).

Bu teknikler iki gruba ayrılacaktır:

  • Kimyasal tip direnç ve izolasyon, metal yapı devreye alınmadan önce uygulanacaktır.

  • Elektrokimyasal tipin agresifliğini ve korumasını azaltmak, ürünler ve metal kullanırken zaten kullanılmaktadır. Her iki tekniğin de kullanılması, yeni koruyucu yöntemlerin uygulanmasını mümkün kılar ve sonuç olarak, değişen çalışma koşulları ile koruma sağlanacaktır.

Korozyon önleyici elektro kaplama, en yaygın kullanılan metal koruma yöntemlerinden biridir, ancak bu, geniş bir yüzey alanıyla ekonomik olarak uygun değildir. Nedeni, hazırlık sürecindeki büyük harcamalardır. Koruma yöntemleri arasında önde gelen yer, boya ve vernik malzemesi ile metal kaplama olacaktır.

Bu korozyonla mücadele yönteminin popülaritesi faktörlerin bir kombinasyonundan kaynaklanmaktadır:

  • Yüksek koruma özellikleri (sıvı itme, hidrofobiklik, düşük gaz geçirgenliği ve buhar geçirgenliği).
  • Üretilebilirlik.
  • Dekoratif tip çözümler için harika olanaklar.
  • Sürdürülebilirlik.
  • Ekonomik gerekçe.

Aynı zamanda, yaygın olarak bulunan malzemelerin kullanımının dezavantajları da vardır:

  • Metal yüzeye eksik saygı.
  • Kaplamanın ana metale yapışması, korozyona karşı kaplama kırılır ve korozyonu teşvik etmeye başlar.
  • Gözeneklilik, artan nem geçirgenliği ile sonuçlanır.

Ve yine de boyalı yüzey, filmde yerel hasar olsa bile metalleri korozyon işlemlerinden korurken, kusurlu galvanik kaplamalar korozyonu hızlandırabilir.

Organosilikat kaplama türleri

Korozyona karşı yüksek kaliteli koruma için, yüksek düzeyde hidrofobik, gaz, su ve buhar ortamı geçirimsizliği olan metallerin kullanılması önerilir.

Organosilikatlar bu tür malzemeler olarak sınıflandırılabilir. Kimyasal korozyon, organosilikat malzemelere neredeyse hiç uygulanmaz. Bunun nedenleri, bileşimlerin artan kimyasal stabilitesinde, ışığa dirençlerinde, düşük seviyede su emiliminde ve hidrofobik niteliklerinde yatmaktadır.

.