Дәріс №1 Тақырыптың аты: химиялық Өндірісті жобалаудың негізгі сатылары және ұйымдастыру дәрістің мақсаты: Химиялық өндірісті жобалаудың негізгі сатылары және ұйымдастыру туралы түсінік қалыптастыру
Металдар мен балқымалардың коррозиясы
жүктеу/скачать 0,72 Mb. Pdf көрінісі
|
| 2. Металдар мен балқымалардың коррозиясы
. 2.1 Коррозияның түрлері (электрохимиялық, химиялық). Металдардың коррозиясы химиялық және электрохимиялық механизм бойынша жүруі мүмкін. Электрохимиялық коррозия — металдарға электролиттер мен дымқыл газдар әсер еткенде пайда болады және екі параллельді жүретін процестердің бар болуымен сипатталады: тотығу (металдың еруі) және тотықсыздану (металдың ерітіндіден бөлінуі). Коррозияның бұл түрі микрогальваникалық элементтің түзілуінің нәтижесінде пайда болатын электр тоғымен қатарласа жүреді. Металда коррозиялық бұзылулардың пайда болуы металдың біртекті еместігімен, қоспалардың барлығымен, металдың құрылымы мен қорғаныш қабатының бұзылуымен, ерітіндінің құрамының тұрақсыздығымен, әртүрлі бөлімдердің деформациялануының біркелкі еместігімен, температуралардың әртүрлілігімен және т.б. фактормен байланысты. Электрохимиялық коррозияның жылдамдығы концентрацияға және ерітіндінің қозғалысының жылдамдығына, металдың құрамы мен құрылысына, анодты және катодты бөлімшелердегі коррозия өнімінің ерігіштігіне, температураға, қысымға және т.б. тәуелді. Химиялық коррозия — металдарға құрғақ газдардың және сұйық электролит еместердің әсерінен, сонымен қатар металл еместерге электролиттердің әсерінен пайда болады. Химиялық коррозияның механизмі металл иондарының тоқтаусыз қалыңдайтын коррозияның өнімінің қабыршағы арқылы диффузиясына және оттегінің атомдары немесе иондарының қарама-қарсы диффузиясына алып келеді. Химиялық коррозияға газ коррозиясы мысал болады. Газ коррозиясы — жоғары температура мен қысымдардағы металдардың оттегі және басқа газдармен (H2S, SO2, CO2, су буы) әрекеттесу процесі. Химиялық коррозияның жылдамдығы температура мен қысымға айтарлықтай тәуелді. 2.2 Кооорзиялық бүлінудің түрлері (біртегіс (сплошная), бір орынды тұрғылықты (местная), ала-ала (пятнистая), жаралық (язвенная), нүктелік, беткі қабат астылық (подповерхностная), таңдамалық (избирательная), саңылаулық (щелевая). Коррозиялық бұзылулардың түрлері Коррозия коррозиялық бұзылулардың сипатына қарай жаппай және жергілікті болып бөлінеді. Жаппай коррозия — металдың беттік қабатында қорғаныш қабыршағы болмағанда және анодтық пен катодтық бөлімшелердің біркелкі таралуында пайда болады. Үлгінің беріктілігінің жоғалуы оның массасын жоғалтуына тура пропорционал, сондықтан коррозияның бұл түрі аз қауіпті. Жергілікті коррозия — бірнеше түрлері бар: теңбіл, жаралық, беттік қабат асты, кристаларалық. Теңбіл коррозия — ошақтарының үлкен ауданы және аз тереңдігі көрсетіледі. Бұзылуларының сипаты бойынша жаппай коррозияға жақын. Жаралық коррозия — бұзылулардың алып жатқан ауданынан асып түсетін айтарлықтай тереңдігі көрсетіледі (питтинговая коррозия) . Нүктелік коррозия — көбінде ар жағына шыққан тесіктің пайда болуымен бірге жүретін терең бұзылулар байқалады. Жаппай және теңбіл коррозияларға қарағанда қауіптілігі көбірек бұзылу түрі, себебі, массасын жоғалту механикалық беріктілігін жоғалтудан кем. Беттік қабат асты коррозиясы — бұзылу ошағының металдың беттік қабатының астында таралуымен ерекшеленеді, ал ол өз кезегінде металдың вспучиванию және қабаттануына (расслоению) алып келеді. Таңдамалы коррозия — компоненттердің біреуінің немесе гетерогенді құйманың фазаларының біреуінің бұзылуымен ерекшеленеді. Таңдамалы коррозияға бұзылу кристалдардың дәндерінің шекараларынан өтетін кристаларалық коррозияны жатқызуға болады. Кей жағдайларда бұзылу үлгінің беріктілігін едәуір төмендете отырып, металдың ішіне қарай таралуы мүмкін. Коррозияның бұл түрі ең қауіпті, себебі, басқарылуы қиын және транскристаллиттік (кристалішілік) деп аталады. Сызаттық коррозия — аппараттың түрлі бөліктерін біркелкі емес айнала ағатындығымен ерекшеленеді, ал ол өз кезегінде катодты және анодты бөліктердің түзілуіне алып келеді. Сызаттық коррозия электрохимиялық коррозияның бір түрі болып келеді. Коррозиямен күресудің тәсілдері. Мысал үшін тотбаспайтын болаттардың коррозиясының кейбір ерекшеліктерін және олармен күресу жолдарын қарап өтеміз. Тотбаспайтын болаттардың коррозияға жоғары төзімділігі олардың оңай, атмосфералық жағдайда ауадағы оттегімен-ақ пассивтену (қорғаныш қабыршағымен жамылу) қасиетімен анықталады. Тотбаспайтын болаттардың коррозияға төзімділігі келесіге тәуелді болады: 1. Негізгі қоспаланушы компонент хромның барлығына, оның құрамда болуының артуымен болаттың коррозияға төзімділігі күрт өседі. 2. Көміртегі болуына, оның өсуімен болаттың коррозияға төзімділігі күрт төмендейді. 3. Болаттың құрылымдық күйіне тәуелді. Ең коррозияға жоғары төзімділікке хром және никельмен қоспаланған қатты ерітінділер ие болады. Карбид немесе нитрид түзілуінің нәтижесінде болатын құрылымның біртектілігінің бұзылуы қатты ерітіндідегі хромның азаюына және коррозияға төзімділіктің төмендеуіне алып келеді. 4. Агресивті ортаның табиғатына және пассивті қабыршақтың тұрақтылығына. Тотбаспайтын болаттар оттегі болғанда азот қышқылы ерітіндісінде, әртүрлі нейтралды және әлсіз қышқылды ерітінділерде тұрақты және тұз, күкірт, балқытқыш қышқылдарда тұрақсыз. Болаттар пассивті қабыршақтардың жойылуының себебінен күшті тотықтырғыш орталарды өзінің тұрақтылығын жоғалтады, мысалы, жоғары температураларда үлкен концентрациялы азот қышқылында. 5. Температураға. Температураның көтерілуі себепті тотбаспайтын болаттардың коррозияға төзімділігі тотықтырғыш орталарда да, тотықтырғыш емес орталарда да күрт төмендейді. Тотбаспайтын болаттардың коррозиясы электрохимиялық та, химиялық та механизмдер бойынша жүруі мүмкін. Құрылымдық құрамдарының күрделі құрылымдық күйіне және электрохимиялық пен коррозиялық қасиеттерінің үлкен айырмашылығына байланысты тотбаспайтын болаттар әсіресе жергілікті бұзылулардың (кристаларалық, нүктелік, жаралық коррозия) пайда болуына бейім келеді. Саңылаулары және сызаттары бар күрделі құрылымдарда сызаттық коррозия пайда болады. Кристаларалық коррозия сваркалы қосылыстарда және термиялық дұрыс емес өңдегенде жиі кездеседі. Бұл жағдайда дәндер пассивті күйде болады, ал дәндердің шекаралары хром карбиді түзілуі себепті активті күйде болады. Болаттың құрамында көміртегінің артуымен оның кристаларалық коррозияға сезімталдығы күрт өседі. Болаттардың кристаларалық коррозияға сезімталдығына дәндердің көлемі ықпал жасайды. Дәннің көлемі кіші болған сайын болаттың коррозияға сезімталдығы да азаяды. Кристаларалық коррозиямен күресудің бірнеше эффективті ( нәтижелі ) тәсілі бар: 1. Құрамындағы көміртегіні азайту. Сонда дәндердің шекараларында карбид түзілуі азаяды. Құрамында көміртегі 0,3%-дан аз болаттардың сезімталдығы төмен. 2. Жоғары температурадан суға салып шынықтыру. Бұл кезде дәндердің шекараларындағы хром карбидтері қатты ерітіндіге өтеді. 3. 750—900 °С-та тұрақтандыратын жағуды қолдану. Сонда хромның дән мен дәндердің шекаралары бойынша тегістелуі орын алыды. 4. Болатты карбид түзетін тұрақтандырғыш элементтермен – титан, ниобий, танталмен қоспалау. Көміртегі хром карбидтерінің орнына титан, тантал, ниобий карбидтеріне байланады, ал қатты ерітіндідегі хромның концентрациясы тұрақты болып қалады. 5. Екі қабатты болаттарды – аустенит-ферритті болаттарды жасау. Тотбаспайтын болаттардың нүктелік және жаралық коррозиясы бұйымдарды теңіз суында эксплуатациялағанда жиі кездеседі. Бұл хлор-иондардың болаттың беттік қабатының кейбір бөліктерінде адсорбциялануына байланысты, сол кезде коррозияның жергіліктенуі жүреді. Молибденмен қоспалау металдың хлор-иондардың әсеріне қарсылық көрсетуін күрт өсіреді. Сызат, саңылау, қалташалы күрделі конструкциялы тоттанбайтын болаттардын жасалған бұйымдарда сызаттық коррозия болады. Оның механизмі оттегі немесе басқа тотықтырғыштың, анодтық коррозияны баяулатқыштардың конструкцияның қиын жететін бөліктеріне диффузиясының қиындауына, сондықтан болат осы бөліктерде белсенді күйге көшетіндігіне байланысты болады. Коррозияның бұл түрімен күресу әдістері бірінші кезекте саңылау, сызат, қалташалардың және болаттың металл емес материалдармен әрекеттесуінің жойылуына, яғни конструктивті тәсілдерге әкеледі. Сонымен қатар ерітіндіде тотықтырғыш немесе анодты баяулатқыштарды арттыру да өте тиімді. Әдебиеттер: Под. ред. Михайличенко А.И. Основы проектирования химических производств. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 252-268 б. жүктеу/скачать 0,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|