Металдардың коррозиясы

Коррозия дегеніміз – металдардың қоршаған орта әсерінен жаңа химиялық қосылыс түзуін немесе өздігінен тотығуын, былайша айтсақ, коррозия металдарды кеннен алу процесіне кері процесс. Коррозия лат. Corrodere - жемірілу дегенді білдіреді.

Кейбір деректерге қарағанда жыл сайын өндірілетін барлық темірдің 1∕4 коррозияға шалдығады екен.

Коррозия Химиялық Электрохимиялық

Металл таза болса коррозияға ұшырамайды Металл таза болса коррозияға ұшырамайды. Тіпті темір сияқты металдың өзі де таза болса таттанбайды. Бірақ техникада алынатын металдар еш уақытта таза болмайды, оларда аралас көбіне басқа металдар қоспалары болады, міне, осыдан коррозияға қолайлы жағдай туады.

Химиялық коррозия қышқыл, сілті, тұздар ерітінділерінің және түрлі газдардың ( CO2, H2S, SO2, HCL) тікелей әрекеті, мысалы металдан жасалған көп заттар – машиналар, көпірлер, түрлі каркастар және т.б. ашық ауада, судың, түрлі ерітінділердің және газдардың әсері тиетін жерлерде болады. Химиялық коррозияға мысал: 3Fe + 2O2  Fe3O4 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 Cu  CuO (жәй) CuSO3 қызыл қара жасыл

Металдардың электрохимиялық коррозиясын Гемфри Деви 1813 жылы енгізді.

Электрохимиялық коррозия болу үшін электрохимиялық процесс өту керек, ондай процесс үшін екі электрод және электродтар батырылып тұратын электролит болуы шарт. Электрохимиялық коррозияға мысал: Fe0 + 2H+ = Fe2+ + H20

Металдардың электрохимиялық коррозиясы Металдардың электрохимиялық коррозиясы Атмосфералық Топырақтық Қалыпты емес аэрациялық Контакттық

Атмосфералық коррозия – ылғалды ауада, бірқалыпты температурада металдың коррозияға шалдығуы. Ылғалды ауада тұрған металдың бетінде жұқа су қабаты болады, соның құрамында түрлі газдар болады - әсіресе оттек. Атмосфералық коррозия қоршаған орта жағдайларына байланысты болады.

Топырықтағы коррозия – бұл кезде жер астындағы құбырлар, сымдар, кабельдер топырақ құрамындағы сумен, яғни оның құрамындағы еріген ауамен әрекеттесіп коррозияға ұшырайды. Бұл коррозия топырақтың түріне, құрамына байланысты болады.

Қалыпты емес аэрациялық коррозия – бұл кезде металл бөлшек ерітіндіде бола тұра оның әр бөлігіне ауа әртүрлі мөлшерде әсер етеді. Бір қызығы ауа көбірек әсер ететін бөліктеріне коррозия жәй жүреді, ал ауа аз жерінде күштірек жүреді.

Контакттық коррозия – бұл әртүрлі потенциялды екі металдың сулы ортада немесе ауадан конденсацияланған су қатысында жанасуынан болуы мүмкін. Бұл коррозия жылыту қондырғыларда, яғни мыс сым мен темір сым байланысқан жерлерде жүруі мүмкін.

Көптеген металдардың бетін азот қышқылы тәрізді тотықтырғышпен өңдегенде коррозия процесі күрт баяулайды. Металл бетінде түзілетін оксидтің жұқа қабаты оны тоттанудан көп уақыттар бойы сақтап тұра алады. Мұндай металл бетінде қорғаушы қабат түзіп тоттануды азайтатын заттарды пассиваторлар дейді. Керісінше, коррозияны өршітетін заттар активаторлар деп аталады. Оған Cl- ионы мысал бола алады, теңіз суы осы ионның әсерінен металдарды өте тез бүлдіреді. Суда еріген оттек те коррозияны өршіте алады.

Коррозиямен күрес ғылыми және техникалық мәні зор, халықшаруашылық міндет. Академик В.А. Кистяковский 1909 жылдан бастап коррозия мәселелерімен шұғылданған, Cr, Al, Mg т.б. металдардың оксид қабыршығымен қапталып пассивтену теориясын ұсынған. Соңғы кезде Г.В. Акимов, Н.А. Изгаришов, С.А. Балезин т.б. осы жұмысқа көп еңбек сіңірді.

Қоршаушы ортаны өзгерту; Электрохимиялық қорғау. Коррозиямен күресудің қазіргі кезде көп әдістері бар. Олардың маңыздылары: Сырттан қаптау; Тұрақты құйма жасау; Қоршаушы ортаны өзгерту; Электрохимиялық қорғау. Металдардың ішінде көп өндірілетіні де, тез бүлінетіні де темір болғандықтан бұл әдістердің көбісі темірге арналған.

Сырттан қаптаудың өзі үш түрлі болады: Металмен қаптау – ол үшін коррозияға беріктігі бар Zn, Al, Pb, Sn, Cd, Ni, Cr т.б. металдарды алып, коррозияланатын металдың сыртын мынадай түрлі әдіспен қаптайды: Балқытып батыру – оңай балқитын Zn, Sn, Pb сияқты металдарды балқытып, сыртын қорғаймыз деген затты батырып алады. Металл бүрку – Zn, Al, Pb, Cu сияқты металдарды балқыған күйде, қысылған ауаның жәрдемімен қорғайтын заттың бетіне бүркиді.

3. Плакирлау – екі металды қабаттап жаю, созу (іші темір, сырты мыс не никель сымдар). 4. Гальваникалық әдіс - Zn, Pb, Sn, Cd, Ni, Cr, Au, Ag және мысты электролиз арқылы коррозияланушы металдың сыртына жалату. Б. Бейматалмен қаптауда түрлі заттар қолданылады: 1. Сырлау және бояу. 2. Эмаль жалату (эмальданған темір ыдыстар). 3. Торкирлау – жұқалап бетонмен сылау. 4. Басқа түрлі заттармен – каучукпен(гуммирлау), битуммен, асфальпен, бакелитпен, целлюлозамен – қаптау.

В. Химиялық қаптау, оның мағынасы қорғаймыз деген металдың бетінде коррозияға берік қосылыстар түзілдіреді, ол әдістер: Оттектендіру – коррозияланушы металдың бетін тотықтырғыштармен әдейі әрекеттеп, оның бетіне оксид тұрғызу мысалы воронение (мылтықтардың стволының сырты). Фосфаттандыру – бетіне металдың фосфатын түзілдіру. Азоттандыру. Циандандыру.

2. Тұрақты құйма жасау. Мысалы болатқа хром, марганец, никель сияқты металдар араластырылса, болаттың таттанбайтын түрлі сорттары шығады. Олардан паровоз, турбиналар, тракторлар және химиялық құрылғылар жасалады. 3. Қоршаушы ортаны өзгерту (металл сұйық затпен жанасқанда) сұйықтарда (суда) еріген тұз, қышқыл немесе негіз болуы мүмкін. Бұлар коррозияны тездетеді. Бұған күрес әдісі коррозияны коррозияны тездететін еріген заттарды аластауға негізделеді. Тежегіш араластырылған коррозия процесі баяулайды.

4. Электрохимиялық қорғау 4. Электрохимиялық қорғау. Коррозияланатын металды қорғау үшін, екінші металдан гальваникалық жұп жасайды. Бірақ екінші металл қорғайтын металымыздан активті болуы керек. Бұл әдісті су кемелерін жүргізетін винттерін қорғау үшін, газ жолында құбырларды қорғау үшін т.б. жерлерде қолданады.

Пайдаланылған әдебиеттер: Н.Л. Глинка “Обхая химия” Б.А. Бірімжанов “Жалпы химия”

НАЗАР АУДАРҒАНДАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ!!!