Пассивация дегеніміз Металдарды пассивациялау процесі коррозиядан қорғау мақсатында бетінде жұқа қабықшалар жасауды білдіреді

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

Металдарды коррозиядан қорғаудың дәстүрлі әдістері сыни құрылымдар мен материалдардың өнімділік қасиеттеріне қолданылатын техникалық талаптарды қанағаттандыру ықтималдығы азайып келеді. Үй жақтауларындағы, құбыр желілеріндегі және металл қаптамалардағы мойынтіректердің арқалықтары өнімді ұзақ уақыт пайдалану кезінде тек механикалық тоттан қорғаусыз жасай алмайды. Коррозиядан қорғаудың тиімді тәсілі электрохимиялық әдіс және, атап айтқанда, пассивация болып табылады. Бұл дайындаманың бетінде қорғаныш және оқшаулағыш пленка түзетін белсенді ерітінділерді қолдану тәсілдерінің бірі.

Технологияға шолу

Пассивация деп құрылымы металл бетінде жұқа қабық түзу процесі деп түсіну керек.жоғары қарсылықпен сипатталады. Сонымен қатар, бұл жабынның функциялары әртүрлі болуы мүмкін - мысалы, аккумуляторлық электролиттерде ол электродтардың қызмет ету мерзімін ұзартып қана қоймайды, сонымен қатар өздігінен разрядтың қарқындылығын төмендетеді. Коррозиядан қорғау тұрғысынан пассивация материалдың тоттың дамуын тудыратын агрессивті ортаға төзімділігін арттыру әдісі болып табылады. Қорғаныс-оқшаулағыш жабынды қалыптастырудың бірдей механизмі әртүрлі болуы мүмкін. Электрохимиялық және химиялық әдістер түбегейлі ерекшеленеді, бірақ екі жағдайда да соңғы нәтиже дайындаманың сыртқы құрылымының химиялық белсенді емес күйге ауысуы болады.

Электрохимиялық коррозиядан қорғау принципі

Электрохимиялық пассивацияның негізгі факторы сыртқы токтың мақсатты бетке әсері болып табылады. Тоттанушы металл құрылымы арқылы катодтық ток өткен кезде оның потенциалы теріс бағытта өзгереді, бұл да дайындаманың молекулаларының иондану процесінің сипатын өзгертеді. Сыртқы поляризатор жағынан анодтық әсер ету жағдайында (қышқылдық ортаға тән) токтың жоғарылауы қажет болуы мүмкін. Бұл поляризаторды басу және кейіннен толық коррозияға қарсы қорғанысқа қол жеткізу үшін қажет. Бірақ сыртқы ток әсерінен бетінің пассивациясының жоғарылауымен сутегінің бөлінуі артады, бұл металдың гидрленуіне әкеледі. Нәтижесінде металл құрылымында сутегінің еру процесі басталады, содан кейін дайындаманың физикалық қасиеттері нашарлайды.

Катодқорғау әдісі

Бұл катодтық ток қолдану техникасын қолданатын коррозияға қарсы электрохимиялық оқшаулаудың бір түрі. Бірақ бұл әдіс әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін. Мысалы, кейбір жағдайларда өндірісте катод ретінде бөлшекті сыртқы ток көзіне қосу арқылы жеткілікті потенциалдық ығысу қамтамасыз етіледі. Анод инертті көмекші электрод болып табылады. Бұл әдіс дәнекерлеуден кейін тігістерді пассивациялауды жүзеге асырады, бұрғылау құрылымдарының металл платформаларын және жерасты құбырларын қорғайды. Катодтық пассивация әдісінің артықшылықтарына әртүрлі коррозия процестерін басу тиімділігі жатады.

Тоттың жалпы зақымдалуынан басқа, шұңқырлар мен түйіршік аралық коррозияның алдын алады. Катодтық электрохимиялық әсер етудің қорғаныс және гальваникалық сияқты әдістері де қолданылады. Бұл тәсілдердің негізгі ерекшелігі поляризатор ретінде электртеріс металды пайдалану болып табылады. Бұл элемент қорғалған өніммен байланыста болады және жұмыс кезінде жойылатын анод ретінде әрекет етеді. Ұқсас әдістер әдетте шағын құрылымдарды, ғимараттар мен құрылыстардың бөліктерін оқшаулау кезінде қолданылады.

Анодты қорғау әдісі

Металл бөлшектерді анодтық оқшаулау кезінде потенциал оң бағытта ығысады, бұл сонымен қатар беттің коррозия процестеріне төзімділігіне ықпал етеді. Қолданылатын анодтық ток энергиясының бір бөлігі металды иондандыруға жұмсаладымолекулалар, ал басқа бөлігі - катодтық реакцияны басу үшін.

Бұл тәсілдің жағымсыз факторларының ішінде коррозия реакциясының төмендеу жылдамдығымен салыстыруға келмейтін металдың еру жылдамдығының жоғары болуы. Екінші жағынан, көп нәрсе пассивация қолданылатын металға байланысты болады. Бұл белсенді еріткіш материалдар және толық емес электрондық қабаттары бар бөлшектер болуы мүмкін, олардың құрылымы пассивті күйде тежеу және жою реакцияларына ықпал етеді. Бірақ кез келген жағдайда, коррозияға қарсы қорғаныстың айтарлықтай әсеріне жету үшін үлкен анодтық токтарды пайдалану қажет.

Осы тұрғыдан алғанда, бұл әдісті оқшаулауға қысқа мерзімді қызмет көрсету үшін пайдалану ұсынылмайды, дегенмен қабатталған токты ұстауға арналған энергияның төмен шығындары анодтық пассивацияны толығымен ақтайды. Айтпақшы, қалыптасқан қорғаныс жүйесі болашақта тек 10-3 А/м2 ток күшін қажет етеді.

Химиялық ингибиторларды қолдану

Агрессивті ортада жұмыс істегенде металдардың төзімділігін арттырудың баламалы технологиялық тәсілі. Ингибиторлар химиялық пассивацияны қамтамасыз етеді, бұл металдардың еру қарқындылығын төмендетеді және әртүрлі дәрежеде коррозия зақымдануының зиянды әсерін жояды.

Өздігінен ингибитор белгілі бір мағынада қабаттасқан токтың аналогы болып табылады, бірақ химиялық немесе электрохимиялық аралас әрекеті бар. Органикалық және бейорганикалық заттар қорғаныс қабықшасының активаторы ретінде әрекет етеді, ал көбінесе -арнайы таңдалған күрделі қосылыстар. Агрессивті ортаға ингибиторды енгізу кинетикалық электрод реакцияларына әсер ететін металл бетінің құрылымында өзгерістер тудырады.

Қорғау тиімділігі металдың түріне, сыртқы жағдайларға және бүкіл процестің ұзақтығына байланысты болады. Осылайша, ұзақ мерзімді перспективада тот баспайтын болатты пассивациялау жезден немесе темірден гөрі агрессивті ортаға қарсы тұру үшін көбірек энергия ресурстарын қажет етеді. Бірақ ингибитордың әсер ету механизмі әлі де шешуші рөл атқарады.

Ингибиторлар-пассиваторлар

Пассивті кедергінің қалыптасу принциптері бойынша белсенді коррозиядан қорғауды әртүрлі ингибиторлар құруға болады. Осылайша, металл бетіне химиялық және электростатикалық әсер ете алатын аниондар, катиондар және бейтарап молекулалар түріндегі адсорбциялық қосылыстар кеңінен қолданылады. Бұл коррозиядан қорғаудың әмбебап құралдары, бірақ олардың әсері оттегі поляризациясы басым болатын орталарда төмендейді. Мысалы, тот баспайтын болатты пассивациялау үшін тотықтырғыш қасиеті бар арнайы ингибиторды қолдану керек. Оларға молибдат, нитриттер және хроматтар жатады, олар оттегі молекулаларын шығаруға жеткілікті оң поляризация ығысуы бар оксидті қабықша жасайды. Металл бетінде пайда болған оттегі атомдарының хемосорбциясы жүреді, жабынның ең белсенді аймақтарын бітеп, металл құрылымының еру реакциясын бәсеңдетуге қосымша потенциал жасайды.

Жартылай өткізгіштерді қорғауда пассивацияны қолдану

Жартылай өткізгіш элементтердің жоғары кернеуде жұмыс істеуі коррозиядан қорғауға ерекше көзқарасты талап етеді. Мұндай жағдайларға қатысты металдың пассивтенуі бөліктің белсенді аймағының айналмалы оқшаулануында көрінеді. Диодтар мен биполярлы транзисторлар арқылы электр жиектерінен қорғаныс қалыптасады. Планарлы пассивация қорғаныс сақинасын жасауды, сондай-ақ кристалды бетті әйнекпен жабуды қамтиды. Меза пассивациясының тағы бір әдісі құрылымдық металл кристалының бетіндегі максималды рұқсат етілген кернеу деңгейін жоғарылату үшін ойықтың пайда болуын қамтиды.

Тот басуға қарсы пленканы өзгерту

Пасивация нәтижесінде пайда болған жабын әртүрлі қосымша күшейтуге мүмкіндік береді. Бұл қаптау, хромдау, бояу және консервациялау пленкасын жасау болуы мүмкін. Сондай-ақ коррозияға қарсы қорғанысты қосымша күшейту әдістері де қолданылады. Мырыш жабындары үшін полимер және хром компоненттері негізінде арнайы шешімдер әзірленуде. Кәдімгі мырышталған шелек үшін жууға арналған реактивті емес қоспаларды пайдалануға болады.

Қорытынды

Коррозия – әртүрлі тәсілдермен көрінетін, бірақ әрбір жағдайда металдың белгілі бір эксплуатациялық қасиеттерінің нашарлауына ықпал ететін деструктивті процесс. Мұндай процестердің пайда болуын әртүрлі жолдармен, сондай-ақ бастапқы төмендетілген металдарды пайдалануды болдырмауға болады.тотқа сезімталдық. Дегенмен, белгілі бір қаржылық және технологиялық себептерге байланысты коррозияға қарсы стандартты қорғанысты қолдану немесе коррозияға төзімділігі жоғары металдарды пайдалану әрқашан мүмкін бола бермейді.

Мұндай жағдайларда оңтайлы шешім пассивация болып табылады - бұл әртүрлі типтегі металдарды қорғаудың салыстырмалы түрде қолжетімді және тиімді әдісі. Кейбір есептеулерге сәйкес, дұрыс таңдалған ингибиторы бар бір электрод 8 шақырымдық жерасты құбыр желісін коррозиядан қорғау үшін жеткілікті болуы мүмкін. Кемшіліктерге келетін болсақ, олар негізінен электрохимиялық пассивация әдістерін қолданудың техникалық күрделілігінде көрінеді.