Шұңқырлы коррозия: себептері. Металдарды коррозиядан қорғау әдістері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Тоттану – белсенді өтетін тотығу-тотықсыздану процестерінің нәтижесінде материалдардың бетінің бұзылуы. Материалдың қабаттарының бұзылуы беріктіктің, электр өткізгіштіктің төмендеуіне, сынғыштығының жоғарылауына және металдың басқа қасиеттерінің тежелуіне әкеледі.

Металл бұйымдарын пайдалану кезінде олар әртүрлі деструктивті әсерлерге ұшырайды, олардың арасында шұңқырлы коррозия ерекшеленеді. Ол ең қауіпті және болжау мүмкін емес.

Питтинг

Металл бұйымдарының бетінде жиі ұсақ ойықтарды, қоңыр немесе қоңыр түсті нүктелерді байқауға болады. Ғалымдар мұндай нүктелерді шұңқыр деп атайды, ал олардың пайда болу процесін шұңқырлы коррозия деп атайды. Ол теңіз суымен, әртүрлі тұздардың ерітінділерімен, химиялық агрессивті ортамен және басқа да жағымсыз факторларды қабылдайтын материалдардың бетінде пайда болады.

Шұңқырлы коррозия тек пассивті металдар мен қорытпаларға әсер етеді, ол негізінен коррозияға қарсы қабатта немесе әртүрлі ақаулар бар жерлерде дамиды. «Нүктелік жаралар» әртүрлі жұмысына кедергі келтіруі мүмкінбұйымдар: жұқа мембраналар мен микросұлбалардан қалың қабырғалы агрегаттарға дейін. Сонымен қатар, олардың сыртқы түрі материалдың көрсетілген сипаттамаларын айтарлықтай төмендететін коррозиялық жарықтардың пайда болуына ықпал етеді.

Металды жою схемасы

Шұңқырлы коррозияны белсендіру үшін екі реагенттің болуы қажет - активаторлар мен пассиваторлар. Хлор, бром, йод аниондары көбінесе активатор ретінде әрекет етеді - олар металл бұйымдары жұмыс істейтін орталардың көпшілігінде кездеседі. Олар металл бетіне адсорбцияланып, оның құрамдас бөліктерімен еритін комплекстер түзеді.

Су немесе гидроксил тобы көбінесе пассиватор ретінде әрекет етеді. Жою процесінің өзі келесі схема бойынша жүреді:

1. Активатор иондары қорғаныс (оксидті) қабықшаның бетіне адсорбцияланады.
2. Оттегі иондарын процесті активатор иондарымен ауыстыру процесі бар.
3. Көп мөлшерде еритін иондар түзіліп, пленка бұзылады.

Осының нәтижесінде материалдың бетінде жергілікті токтардың пайда болуына әкелетін потенциалдар айырмасы пайда болады және күшті анодтық процесс белсендіріледі. Сонымен бірге белсендіруші иондар жойылу орталықтарына ауысады, соның салдарынан шұңқырлы коррозия дамиды.

Шұңқыр коррозиясының түрлері

Шұңқырлы коррозияның түрі қоршаған орта жағдайларына, негізінен температураға, қышқылдыққа, заттардың химиялық құрамына байланысты өзгереді. Осы факторлардың әсерінен пішін өзгереді,шұңқырлардың көлемі және олардың орналасуы. Сонымен, өлшеміне қарай нүктенің бұзылуы бөлінеді:

• микроскопиялық - нүкте өлшемі 0,1 мм-ден аз;
• тұрақты - шұңқырлардың диаметрі 0,1-ден 1 мм-ге дейін өзгереді;
• түзілістердің диаметрі 1 мм-ден асатын жара ауруы.

Орналасқан жеріне байланысты шұңқырлы коррозия ашық немесе жабық болуы мүмкін. Бірінші жағдайда бұзылу іздерін анықтау мүмкін емес дерлік - арнайы құрылғыларды пайдалану қажет. Коррозияның бұл түрі жиі бұзылуға әкеледі.

Ашық көзге көрінетін тот. Көбінесе шұңқырлар бір формацияға біріктіріледі. Бұл жағдайда материалдың бұзылуы тереңдікте емес, ені бойынша орын алады, бұл үлкен аумақтың ақауларын тудырады.

Шұңқырлардың пішіні

Шұңқырдың пішіні коррозия процесінің алғашқы кезеңдерінде пайда болатын кристалдық тордың ішіндегі бос орындарға байланысты. Тұрақты емес пішінді ең көп таралған түзілімдер - олар тот баспайтын, төмен легирленген және көміртекті болаттар, алюминий, хром, никель қорытпалары, темір бетінде кездеседі.

Жарты шар тәрізді жаралар изотропты еріту нәтижесінде пайда болады. Бұл процесс электрополировкаға ұқсас. Бұл жарты шеңберлі ойықтардың жылтыр түбін ішінара түсіндіреді. Мұндай бұзылуға ең сезімтал титан, алюминий, никель және кобальт өнімдері, сондай-ақ тантал құрылымдары. Шамамен бірдей сыртқы түрітот баспайтын болаттардың шұңқырлы коррозиясы.

Сонымен қатар, шұңқырлар көп қырлы және қырлы болуы мүмкін. Соңғы түрдегі «ойық жаралар» өте жиі бір-бірімен біріктіріледі, бұл үлкен жарты шар тәрізді сынықтарға әкеледі.

Сырт болу себептері

Шұңқырлы коррозияның негізгі себептері өндіріс технологиясын бұзу және материалға механикалық әсер ету болып табылады. Құю технологиясын бұзу нәтижесінде металда оның құрылымын бұзатын әртүрлі микроқоспалар пайда болады. Ең көп таралған қосындыны диірмен шкаласы деп атауға болады.

Механикалық әсерге байланысты өнімдердің бетінде өте жиі шұңқырлы коррозия дами бастайды. Мұның себептері жоғарғы қорғаныс қабықшасының бұзылуында, ішкі құрылымның бұзылуында және бетінде астық шекараларының пайда болуымен байланысты. Процесті белсендіретін ең көп таралған факторды микрожарықтардың пайда болуына әкелетін динамикалық әсер деп атауға болады.

Металдардың шұңқырлы коррозиясы кедір-бұдыр беттерде, сондай-ақ агрессивті орталардың – теңіз суының, қышқыл ерітінділерінің әсерінен жылдамырақ дамиды.

Металды коррозиядан қорғау әдістері

Металл бұйымдарын шұңқырлы коррозиядан қорғау үшін үш негізгі әдіс қолданылады:

1. Сілтілік қосылыстардың, сульфаттардың, хроматтар ерітінділерінің көмегімен тұйық жүйелерді ликвидациялау.
2. Материалдың құрамына тотқа төзімділігі жоғары компоненттерді енгізу - молибден,хром, кремний.
3. Қорғаныс қабатын жасау үшін катод пен анод технологиясын пайдалану.

Металдарды коррозиядан қорғаудың барлық ұсынылған әдістері тек өндірісте ғана қолданылады, өйткені олар жоғары технологиялық жабдықты және үлкен инвестицияны қажет етеді. Күнделікті өмірде шұңқырдың пайда болу қаупін толығымен жою мүмкін емес. Теріс әсер ететін факторлардың әсерін әлсіретуге болады:

• коррозияға қарсы жабындар;
• өнімдердің жұмыс жағдайларын жақсарту;
• материал жанасатын ортаның қышқылдық деңгейін төмендетеді.

Бірақ ең тиімді және қолжетімді әдіс - мұқият жылтырату: беттің кедір-бұдырын азайту арқылы сіз оның коррозияға қарсы тұрақтылығын бір уақытта арттырасыз. Бірақ жақсы әсер ету үшін металдарды коррозиядан қорғаудың барлық әдістерін бір уақытта қолданған дұрыс.