Korroziya darajasi ko'p omilli parametr bo'lib, u ham tashqi muhit sharoitlariga, ham materialning ichki xususiyatlariga bog'liq. Normativ-texnik hujjatlarda asbob-uskunalar va qurilish konstruksiyalarining muammosiz ishlashini ta'minlash uchun ulardan foydalanish paytida metallni yo'q qilishning ruxsat etilgan qiymatlari bo'yicha ma'lum cheklovlar mavjud. Texnikada korroziya tezligini aniqlashning universal usuli yo'q. Bu barcha omillarni hisobga olishning murakkabligi bilan bog'liq. Eng ishonchli usul - ob'ektning ishlash tarixini o'rganish.
Kriteriyalar
Hozirgi vaqtda muhandislik loyihalashda bir nechta korroziya darajasi qoʻllaniladi:
- Toʻgʻridan-toʻgʻri baholash usuliga koʻra: birlik sirtiga metall qism massasining kamayishi - ogʻirlik koʻrsatkichi (1 m2 uchun grammda 1 soat davomida oʻlchanadi); shikastlanish chuqurligi (yoki korroziya jarayonining o'tkazuvchanligi), mm / yil; korroziya mahsulotlarining ajralib chiqadigan gaz fazasining miqdori; birinchi korroziya shikastlanishi paydo bo'ladigan vaqt uzunligi; maydon birligiga to'g'ri keladigan korroziya markazlari sonima'lum vaqt ichida paydo bo'lgan yuzalar.
- Bilvosita hisoblangan: elektrokimyoviy korroziya oqimining kuchi; elektr qarshilik; jismoniy va mexanik xususiyatlarning o'zgarishi.
Birinchi toʻgʻridan-toʻgʻri baholash koʻrsatkichi eng keng tarqalgan.
Hisoblash formulalari
Umumiy holatda metallning korroziya tezligini belgilovchi vazn yo’qotish quyidagi formula bo’yicha topiladi:
Vkp=q/(St), bu yerda q - metall massasining kamayishi, g;
S – material oʻtkazilgan sirt maydoni, m2;
t – vaqt davri, soat
Metall plitalar va undan yasalgan qobiqlar uchun chuqurlik indeksini aniqlang (mm/yil):
H=m/t, m - metallga kirish chuqurligi.
Yuqorida tavsiflangan birinchi va ikkinchi koʻrsatkichlar oʻrtasida quyidagi bogʻliqlik mavjud:
H=8, 76Vkp/r, bu erda r - materialning zichligi.
Korozyon tezligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar
Metallarning nobud boʻlish tezligiga quyidagi omillar guruhlari taʼsir qiladi:
- ichki, materialning fizik-kimyoviy tabiati bilan bog'liq (faza tuzilishi, kimyoviy tarkibi, qismning sirt pürüzlülüğü, materialdagi qoldiq va ish kuchlanishlari va boshqalar);
- tashqi (atrof-muhit sharoitlari, korroziy muhitning harakat tezligi, harorat, atmosfera tarkibi, inhibitorlar yoki stimulyatorlarning mavjudligi va boshqalar);
- mexanik (korroziya yoriqlarining rivojlanishi, siklik yuklar ta'sirida metallni yo'q qilish,kavitatsiya va korroziya);
- dizayn xususiyatlari (metall navini tanlash, qismlar orasidagi bo'shliqlar, pürüzlülük talablari).
Fizik va kimyoviy xossalari
Eng muhim ichki korroziya omillari quyidagilardir:
- Termodinamik barqarorlik. Uni suvli eritmalarda aniqlash uchun abscissa o'qi bo'ylab muhitning pH qiymati va ordinata o'qi bo'ylab oksidlanish-qaytarilish potentsiali chizilgan Pourbaix diagrammalaridan foydalaniladi. Ijobiy yo'nalishdagi potentsial siljish materialning barqarorligini anglatadi. Taxminan, u metallning normal muvozanat potensiali sifatida aniqlanadi. Aslida materiallar har xil tezlikda korroziyaga uchraydi.
- Atomning kimyoviy elementlar davriy sistemasidagi oʻrni. Korroziyaga eng sezgir metallar ishqoriy va ishqoriy tuproq metallaridir. Atom raqami ortishi bilan korroziya tezligi pasayadi.
- Kristal tuzilishi. Bu halokatga noaniq ta'sir ko'rsatadi. Dag'al donali strukturaning o'zi korroziyaning kuchayishiga olib kelmaydi, lekin don chegaralarini intergranular selektiv yo'q qilish rivojlanishi uchun qulaydir. Fazalari bir hil taqsimlangan metallar va qotishmalar bir tekis korroziyaga uchraydi, bir xil taqsimlanmaganlar esa fokal mexanizmga muvofiq korroziyaga uchraydi. Fazalarning o'zaro joylashishi agressiv muhitda anod va katod vazifasini bajaradi.
- Kristal panjaradagi atomlarning energiya bir jinsliligi. Eng yuqori energiyaga ega bo'lgan atomlar yuzlarning burchaklarida joylashganmikropürüzler va kimyoviy korroziya paytida faol erish markazlari hisoblanadi. Shuning uchun metall qismlarga ehtiyotkorlik bilan ishlov berish (silliqlash, parlatish, pardozlash) korroziyaga chidamliligini oshiradi. Bu taʼsir silliq yuzalarda zichroq va uzluksiz oksidli plyonkalar hosil boʻlishi bilan ham izohlanadi.
Oʻrtacha kislotalilikning taʼsiri
Kimyoviy korroziya jarayonida vodorod ionlarining konsentratsiyasi quyidagi nuqtalarga ta'sir qiladi:
- korroziya mahsulotlarining eruvchanligi;
- himoya oksidi plyonkalarining shakllanishi;
- metallni yoʻq qilish darajasi.
pH 4-10 birlik (kislotali eritma) oralig'ida bo'lsa, temirning korroziyasi ob'ekt yuzasiga kislorodning kirib borish intensivligiga bog'liq. Ishqoriy eritmalarda korroziya darajasi birinchi navbatda sirt passivatsiyasi tufayli pasayadi, so'ngra pH >13 da himoya oksidi plyonkasi erishi natijasida ortadi.
Har bir metall turi uchun eritmaning kislotaliligiga parchalanish intensivligining o'ziga xos bog'liqligi mavjud. Noble metallar (Pt, Ag, Au) kislotali muhitda korroziyaga chidamli. Zn, Al kislotalarda ham, ishqorlarda ham tez parchalanadi. Ni va Cd ishqorlarga chidamli, ammo kislotalarda oson korroziyaga uchraydi.
Neytral eritmalarning tarkibi va konsentratsiyasi
Neytral eritmalarda korroziya tezligi koʻproq tuzning xossalariga va uning konsentratsiyasiga bogʻliq:
- Tuzlarning gidrolizlanishi jarayonidakorroziy muhitda metallarni yo'q qilishni faollashtiruvchi yoki to'xtatuvchi (ingibitor) vazifasini bajaradigan ionlar hosil bo'ladi.
- PH ni oshiradigan birikmalar halokat jarayonining tezligini ham oshiradi (masalan, sodali suv), kislotalikni pasaytiradiganlar esa (ammiak xlorid) kamaytiradi.
- Eritmada xloridlar va sulfatlar mavjud bo'lganda, destruktsiya tuzlarning ma'lum konsentratsiyasiga erishilgunga qadar faollashadi (bu xlorid va oltingugurt ionlari ta'sirida anod jarayonining kuchayishi bilan izohlanadi) va keyin kislorodning eruvchanligining pasayishi hisobiga asta-sekin kamayadi.
Ba'zi turdagi tuzlar erimaydigan plyonka hosil qilishi mumkin (masalan, temir fosfat). Bu metallni keyingi yo'q qilishdan himoya qilishga yordam beradi. Bu xususiyat zangga qarshi neytrallash vositalarini qo'llashda ishlatiladi.
Korroziya inhibitörleri
Korroziya ingibitorlari (yoki ingibitorlari) oksidlanish-qaytarilish jarayoniga ta'sir qilish mexanizmida farqlanadi:
- Anod. Ularning yordami bilan passiv plyonka hosil bo'ladi. Bu guruhga xromatlar va bixromatlar, nitratlar va nitritlar asosidagi birikmalar kiradi. Oxirgi turdagi ingibitorlar qismlarni interoperatsion himoya qilish uchun ishlatiladi. Anodik korroziya inhibitörlerini qo'llashda, avvalambor, ularning minimal himoya kontsentratsiyasini aniqlash kerak, chunki oz miqdorda qo'shilishi halokat tezligining oshishiga olib kelishi mumkin.
- Katod. Ularning ta'sir qilish mexanizmi kislorod kontsentratsiyasining pasayishiga va shunga mos ravishda katodik jarayonning sekinlashishiga asoslangan.
- Qalqon. Ushbu ingibitorlar erimaydigan birikmalar hosil qilib, metall sirtini izolyatsiya qiladi, ular himoya qatlami sifatida to'planadi.
Oxirgi guruhga oksidlarni tozalash uchun ham qo'llaniladigan zangni neytrallash vositalari kiradi. Ular odatda fosfor kislotasini o'z ichiga oladi. Uning ta'siri ostida metall fosfatlash sodir bo'ladi - erimaydigan fosfatlarning kuchli himoya qatlami hosil bo'ladi. Neytralizatorlar buzadigan amallar tabancası yoki rulo bilan qo'llaniladi. 25-30 daqiqadan so'ng sirt oq-kulrang rangga ega bo'ladi. Tarkibi quriganidan keyin bo'yoq va laklar qo'llaniladi.
Mexanik harakat
Agressiv muhitda korroziyaning kuchayishiga quyidagi turdagi mexanik ta'sirlar yordam beradi:
- Ichki (qoliplash yoki issiqlik bilan ishlov berish paytida) va tashqi (tashqi qo'llaniladigan yuk ta'sirida) stresslar. Natijada elektrokimyoviy bir jinslilik yuzaga keladi, materialning termodinamik barqarorligi pasayadi va korroziya yorilishi hosil bo'ladi. Ayniqsa, tez oksidlovchi anionlar, masalan, NaCl ishtirokida kuchlanish yuklari (perpendikulyar tekisliklarda yoriqlar hosil bo'ladi) ostida vayron bo'ladi. Bunday vayronagarchilikka duchor bo'lgan qurilmalarga odatiy misol bug' qozonlarining qismlaridir.
- Oʻzgaruvchan dinamik harakat, tebranish (korroziyadan charchash). Charchoq chegarasida intensiv pasayish kuzatiladi, bir nechta mikro yoriqlar hosil bo'ladi, keyinchalik ular bitta kattaga birlashadi. Raqamsikllarning ishdan chiqishi ko'proq metallar va qotishmalarning kimyoviy va fazaviy tarkibiga bog'liq. Nasos o'qlari, prujinalar, turbina pichoqlari va boshqa jihozlar bunday korroziyaga duchor bo'ladi.
- Qismlarning ishqalanishi. Tez korroziya qismning yuzasida himoya plyonkalarining mexanik aşınması va atrof-muhit bilan kimyoviy o'zaro ta'siri tufayli yuzaga keladi. Suyuqlikda yo'q qilish tezligi havodagiga qaraganda pastroq.
- Kavitatsiya ta'siri. Kavitatsiya suyuqlik oqimining uzluksizligi yiqilib, pulsatsiya qiluvchi ta'sirni yaratadigan vakuum pufakchalari hosil bo'lishi natijasida buzilganida sodir bo'ladi. Natijada, mahalliy tabiatning chuqur zararlanishi sodir bo'ladi. Bunday korroziya ko'pincha kimyoviy qurilmalarda uchraydi.
Dizayn omillari
Agressiv sharoitlarda ishlaydigan elementlarni loyihalashda quyidagi hollarda korroziya tezligi oshishini hisobga olish kerak:
- bir-biriga o'xshamaydigan metallar aloqa qilganda (ular orasidagi elektrod potentsialidagi farq qanchalik katta bo'lsa, elektrokimyoviy yo'q qilish jarayonining joriy kuchi shunchalik yuqori bo'ladi);
- mexanik kuchlanish konsentratorlari (oluklar, oluklar, teshiklar va boshqalar) mavjud bo'lganda;
- qayta ishlangan yuzaning past tozaligi bilan, chunki bu mahalliy qisqa tutashuvli galvanik juftlarga olib keladi;
- apparatning alohida qismlari haroratida sezilarli farq bilan (termal galvanik hujayralar hosil bo'ladi);
- turg'un zonalar (bo'shliqlar, bo'shliqlar) mavjud bo'lganda;
- shakllanayotgandaqoldiq stresslar, ayniqsa payvandlangan bo'g'inlarda (ularni yo'q qilish uchun issiqlik bilan ishlov berish - tavlanishni ta'minlash kerak).
Baholash usullari
Agressiv muhitda metallarning parchalanish tezligini baholashning bir necha usullari mavjud:
- Laboratoriya - realga yaqin sun'iy simulyatsiya qilingan sharoitlarda namunalarni sinovdan o'tkazish. Ularning afzalligi shundaki, ular o'qish vaqtini qisqartirish imkonini beradi.
- Dala - tabiiy sharoitda o'tkaziladi. Ular uzoq vaqt talab etadi. Ushbu usulning afzalligi keyingi ishlash sharoitida metallning xususiyatlari haqida ma'lumot olishdir.
- Tabiiy muhitda tayyor metall buyumlarni in-situ sinovlari.
