Shtëpi › Taksat › Cilët përbërës mjedisorë shkaktojnë korrozion kimik. Korrozioni i metaleve dhe llojet e tij

Cilët përbërës mjedisorë shkaktojnë korrozion kimik. Korrozioni i metaleve dhe llojet e tij

Shprehja "korrozioni metalik" përmban shumë më tepër sesa emri i një grupi të njohur rock. Korrozioni shkatërron në mënyrë të pakthyeshme metalin, duke e kthyer atë në pluhur: nga i gjithë hekuri i prodhuar në botë, 10% do të shkatërrohet plotësisht në të njëjtin vit. Situata me metalin rus duket diçka e tillë: i gjithë metali i shkrirë në një vit në çdo furrë të gjashtë në vendin tonë bëhet pluhur i ndryshkur para fundit të vitit.

Shprehja "kushton një qindarkë të bukur" në lidhje me korrozionin e metaleve është më se e vërtetë - dëmi vjetor i shkaktuar nga korrozioni është të paktën 4% e të ardhurave vjetore të çdo vendi të zhvilluar, dhe në Rusi shuma e dëmit arrin në dhjetë shifra. Pra, çfarë i shkakton proceset e korrozionit në metale dhe si të merren me to?

Çfarë është korrozioni i metaleve

Shkatërrimi i metaleve si rezultat i ndërveprimit elektrokimik (shpërbërja në një ajër që përmban lagështi ose mjedis ujor - elektrolit) ose kimik (formimi i përbërjeve metalike me agjentë kimikë shumë agresivë) me mjedisin e jashtëm. Procesi i korrozionit në metale mund të zhvillohet vetëm në disa zona të sipërfaqes (korrozioni lokal), të mbulojë të gjithë sipërfaqen (korrozioni uniform) ose të shkatërrojë metalin përgjatë kufijve të kokrrizave (korrozioni ndërkristalor).

Metali nën ndikimin e oksigjenit dhe ujit bëhet një pluhur i lirshëm kafe i lehtë, i njohur më mirë si ndryshk (Fe 2 O 3 · H 2 O).

Korrozioni kimik

Ky proces ndodh në mjedise që nuk janë përcjellës të rrymës elektrike (gazrat e thatë, lëngjet organike - produktet e naftës, alkoolet, etj.), dhe intensiteti i korrozionit rritet me rritjen e temperaturës - si rezultat, një film oksidi formohet në sipërfaqe. të metaleve.

Absolutisht të gjitha metalet, si me ngjyra ashtu edhe me ngjyra, janë të ndjeshëm ndaj korrozionit kimik. Metalet aktive me ngjyra (për shembull, alumini) nën ndikimin e korrozionit mbulohen me një film oksid, i cili parandalon oksidimin e thellë dhe mbron metalin. Dhe një metal i tillë me aktivitet të ulët si bakri, nën ndikimin e lagështisë së ajrit, fiton një shtresë të gjelbër - patina. Për më tepër, filmi oksid nuk e mbron metalin nga korrozioni në të gjitha rastet - vetëm nëse struktura kristal-kimike e filmit që rezulton është në përputhje me strukturën e metalit, përndryshe filmi nuk do të ndihmojë në asnjë mënyrë.

Lidhjet i nënshtrohen një lloji tjetër korrozioni: disa elementë të lidhjeve nuk oksidohen, por reduktohen (për shembull, në një kombinim të temperaturës dhe presionit të lartë në çelik, karbidet reduktohen nga hidrogjeni), dhe lidhjet humbasin plotësisht sasinë e nevojshme. karakteristikat.

Korrozioni elektrokimik

Procesi i korrozionit elektrokimik nuk kërkon domosdoshmërisht zhytjen e metalit në një elektrolit - mjafton një film i hollë elektrolitik në sipërfaqen e tij (shpesh zgjidhjet elektrolitike përshkojnë mjedisin që rrethon metalin (betoni, dheu, etj.)). Shkaku më i zakonshëm i korrozionit elektrokimik është përdorimi i gjerë i kripërave shtëpiake dhe industriale (kloruret e natriumit dhe kaliumit) për të hequr akullin dhe borën në rrugët në periudha e dimrit- makina dhe komunikimet nëntokësore(Sipas statistikave, humbjet vjetore në SHBA nga përdorimi i kripërave në dimër arrijnë në 2.5 miliardë dollarë).

Ndodh si më poshtë: metalet (aliazhet) humbasin disa nga atomet e tyre (ato kalojnë në tretësirën elektrolitike në formën e joneve), elektronet që zëvendësojnë atomet e humbura ngarkojnë metalin me një ngarkesë negative, ndërsa elektroliti ka një ngarkesë pozitive. Formohet një çift galvanik: metali shkatërrohet, gradualisht të gjitha grimcat e tij bëhen pjesë e tretësirës. Elektro korrozioni kimik mund të shkaktojë rryma endacake që ndodhin kur një pjesë e rrymës rrjedh nga një qark elektrik në tretësirat ujore ose në tokë dhe prej andej në një strukturë metalike. Në ato vende ku rrymat endacake dalin nga strukturat metalike përsëri në ujë ose tokë, ndodh shkatërrimi i metaleve. Rrymat e humbur ndodhin veçanërisht shpesh në vendet ku lëviz transporti elektrik tokësor (për shembull, tramvajet dhe lokomotivat elektrike hekurudhore). Në vetëm një vit, rrymat endacake me forcë 1A janë të afta të shpërndajnë 9,1 kg hekur, 10,7 kg zink dhe 33,4 kg plumb.

Shkaqe të tjera të korrozionit të metaleve

Zhvillimi i proceseve të korrozionit lehtësohet nga rrezatimi dhe produktet e mbeturinave të mikroorganizmave dhe baktereve. Korrozioni i shkaktuar nga mikroorganizmat detarë dëmton fundet anijet e detit, dhe proceset e korrozionit të shkaktuara nga bakteret madje kanë emrin e tyre - biokorozion.

Kombinimi i efekteve të stresit mekanik dhe mjedisi i jashtëm përshpejton korrozionin e metaleve shumë herë - ulet qëndrueshmëria termike e tyre, dëmtohen filmat e oksidit sipërfaqësor dhe në ato vende ku shfaqen inhomogjenitete dhe çarje aktivizohet korrozioni elektrokimik.

Masat për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni

Pasojat e pashmangshme progresin teknikështë ndotja e mjedisit tonë - një proces që përshpejton korrozionin e metaleve, pasi mjedisi i jashtëm është gjithnjë e më agresiv ndaj tyre. Nuk ka mënyra për të eliminuar plotësisht shkatërrimin gërryes të metaleve, gjithçka që mund të bëhet është të ngadalësohet ky proces sa më shumë që të jetë e mundur.

Për të minimizuar shkatërrimin e metaleve, mund të bëni sa më poshtë: zvogëloni agresionin e mjedisit produkt metalik; rritja e rezistencës së metaleve ndaj korrozionit; eliminojnë ndërveprimin midis metalit dhe substancave nga mjedisi i jashtëm që shfaqin agresion.

Gjatë mijëra viteve, njerëzimi ka provuar shumë mënyra për të mbrojtur produktet metalike nga korrozioni kimik, disa prej tyre përdoren edhe sot: veshje me yndyrë ose vaj, metale të tjera që gërryen në një masë më të vogël (më së shumti metodë e lashtë, e cila është tashmë më shumë se 2 mijë vjet e vjetër - kallaj (veshje kallaji)).

Mbrojtje kundër korrozionit me veshje jo metalike

Veshjet jo metalike - bojërat (alkid, vaj dhe smalt), llaqet (sintetike, bitum dhe katran) dhe polimere formojnë një shtresë mbrojtëse në sipërfaqen e metaleve, duke përjashtuar kontaktin (ndërsa të paprekur) me mjedisin e jashtëm dhe lagështinë.

Avantazhi i përdorimit të bojrave dhe llaqeve është se këto veshje mbrojtëse mund të aplikohen direkt në instalim dhe kantier ndërtimi. Metodat e aplikimit të bojrave dhe llaqeve janë të thjeshta dhe të përshtatshme për mekanizimin, veshjet e dëmtuara mund të rikthehen "në vend" - këto materiale kanë një kosto relativisht të ulët dhe konsumi i tyre për njësi të sipërfaqes; Megjithatë, efektiviteti i tyre varet nga pajtueshmëria me disa kushte: pajtueshmëria me kushtet klimatike në të cilat do të operohet struktura metalike; nevoja për të përdorur ngjyra dhe llaqe ekskluzivisht me cilësi të lartë; respektimi i rreptë i teknologjisë së aplikimit në sipërfaqet metalike. Është më mirë të aplikoni bojëra dhe llaqe në disa shtresa - sasia e tyre do të sigurojë mbrojtje më të mirë kundër motit në sipërfaqen e metalit.

Polimerët - rrëshirat epoksi dhe polistiren, klorur polivinil dhe polietileni - mund të veprojnë si veshje mbrojtëse kundër korrozionit. NË punë ndërtimore Pjesët e ngulitura të betonit të armuar janë të mbuluara me veshje të bëra nga një përzierje e çimentos dhe perklorovinilit, çimentos dhe polistirenit.

Mbrojtja e hekurit nga korrozioni nga veshjet e metaleve të tjera

Ekzistojnë dy lloje të veshjeve frenuese të metaleve - mbrojtëse (veshje zinku, alumini dhe kadmiumi) dhe rezistente ndaj korrozionit (veshje argjendi, bakri, nikeli, kromi dhe plumbi). Inhibitorët aplikohen kimikisht: grupi i parë i metaleve ka elektronegativitet më të madh në lidhje me hekurin, i dyti ka elektropozitivitet më të madh. Më të përhapurat në jetën tonë të përditshme janë veshjet metalike të hekurit me kallaj (prej llamarine, kanaçet) dhe zink (hekuri i galvanizuar - çati), të përftuara duke tërhequr llamarinën përmes shkrirjes së një prej këtyre metaleve.

Pajisjet prej gize dhe çeliku, si dhe tubat e ujit, shpesh galvanizohen - ky operacion rrit ndjeshëm rezistencën e tyre ndaj korrozionit, por vetëm në ujë të ftohtë (kur furnizohet me ujë të nxehtë, tubat e galvanizuar konsumohen më shpejt se ato jo të galvanizuara). Megjithë efektivitetin e galvanizimit, ai nuk siguron mbrojtje ideale - veshja e zinkut shpesh përmban çarje, eleminimi i të cilave kërkon veshje paraprake me nikel të sipërfaqeve metalike (nikelimi). Veshjet e zinkut nuk lejojnë që materialet e bojës dhe llakut të aplikohen në to - nuk ka shtresë të qëndrueshme.

Zgjidhja më e mirë për mbrojtjen kundër korrozionit është veshja e aluminit. Ky metal ka një peshë specifike më të ulët, që do të thotë se konsumon më pak, sipërfaqet e aluminuara mund të lyhen dhe shtresa e bojës do të jetë e qëndrueshme. Përveç kësaj, veshja e aluminit është më rezistente ndaj mjediseve agresive sesa veshja e galvanizuar. Aluminizimi nuk është shumë i zakonshëm për shkak të vështirësisë së aplikimit të kësaj veshjeje në një fletë metalike - alumini në gjendje të shkrirë është shumë agresiv ndaj metaleve të tjera (për këtë arsye, alumini i shkrirë nuk mund të mbahet në një banjë çeliku). Ndoshta ky problem do të zgjidhet plotësisht në të ardhmen shumë të afërt - mënyrë origjinale zbatimi i aluminizimit u gjet nga shkencëtarët rusë. Thelbi i zhvillimit nuk është zhytja e fletës së çelikut në alumin e shkrirë, por ngritja e aluminit të lëngshëm në fletën e çelikut.

Rritja e rezistencës ndaj korrozionit duke shtuar aditivë aliazh në lidhjet e çelikut

Futja e kromit, titanit, manganit, nikelit dhe bakrit në aliazhin e çelikut bën të mundur marrjen e çelikut të lidhur me veti të larta kundër korrozionit. Aliazhit të çelikut i jepet rezistencë e veçantë për shkak të përqindjes së madhe të kromit, për shkak të të cilit në sipërfaqen e strukturave formohet një film oksidi me densitet të lartë. Futja e bakrit në përbërjen e çeliqeve me aliazh të ulët dhe karbon (nga 0,2% në 0,5%) bën të mundur rritjen e rezistencës së tyre ndaj korrozionit me 1,5-2 herë. Aditivët aliazh futen në përbërjen e çelikut në përputhje me rregullin e Tamman: rezistenca e lartë ndaj korrozionit arrihet kur ka një atom metali aliazh për çdo tetë atome hekuri.

Masat për të luftuar korrozionin elektrokimik

Për ta zvogëluar atë, është e nevojshme të zvogëlohet aktiviteti gërryes i mjedisit duke futur frenues jo metalikë dhe duke zvogëluar numrin e përbërësve që mund të fillojnë një reaksion elektrokimik. Kjo metodë do të zvogëlojë aciditetin e dherave dhe tretësirave ujore në kontakt me metalet. Për të reduktuar korrozionin e hekurit (lidhjeve të tij), si dhe bronzit, bakrit, plumbit dhe zinkut, është e nevojshme të hiqni dioksidin e karbonit dhe oksigjenin nga solucionet ujore. Industria e energjisë elektrike heq kloruret nga uji që mund të ndikojnë në korrozionin e lokalizuar. Duke gëlqeruar tokën mund të reduktoni aciditetin e saj.

Mbrojtja e rrymës së humbur

Është e mundur të zvogëlohet korrozioni elektrik i komunikimeve nëntokësore dhe strukturave metalike të groposura duke ndjekur disa rregulla:

seksioni i strukturës që shërben si burim i rrymës së humbur duhet të lidhet me një përcjellës metalik në hekurudhën e tramvajit;
Rrugët e rrjetit të ngrohjes duhet të vendosen në distancën maksimale nga rrugët hekurudhore përgjatë të cilave lëvizin automjetet elektrike, duke minimizuar numrin e kryqëzimeve të tyre;
përdorimi i mbështetësve të tubave izolues elektrik për të rritur rezistencën e tranzicionit midis tokës dhe tubacioneve;
në hyrjet e objekteve (burimet e mundshme të rrymave të humbur), është e nevojshme të instalohen fllanxha izoluese;
instaloni kërcyesit gjatësorë që përçojnë rrymë në pajisjet e fllanxhave dhe nyjet e zgjerimit të gjëndrave për të rritur përçueshmërinë elektrike gjatësore në seksionin e mbrojtur të tubacioneve;
Për të barazuar potencialet e tubacioneve të vendosura paralelisht, është e nevojshme të instalohen kërcyesit elektrikë tërthor në zonat ngjitur.

Mbrojtja e objekteve metalike të pajisura me izolim, si dhe e strukturave të vogla prej çeliku, kryhet duke përdorur një mbrojtës që funksionon si anodë. Materiali për mbrojtësin është një nga metalet aktive (zinku, magnezi, alumini dhe lidhjet e tyre) - merr pjesën më të madhe të korrozionit elektrokimik, duke prishur dhe ruajtur strukturën kryesore. Një anodë magnezi, për shembull, mbron 8 km tubacion.

Rustam Abdyuzhanov, posaçërisht për rmnt.ru

ndërveprimi fiziko-kimik ose kimik midis një metali (aliazhi) dhe mjedisit, që çon në përkeqësimin e vetive funksionale të metalit (aliazhit), mjedisit ose sistemit teknik që i përfshin ato.

Fjala korrozion vjen nga latinishtja "corrodo" "të gërryes" (latinishtja e vonë "corrosio" do të thotë "korrozioni").

Korrozioni shkaktohet nga një reaksion kimik midis metalit dhe substancave mjedisi që rrjedh në ndërfaqen ndërmjet metalit dhe mediumit. Më shpesh, ky është oksidimi i metalit, për shembull, nga oksigjeni atmosferik ose acidet që përmbahen në tretësirat me të cilat metali është në kontakt. Metalet e vendosura në serinë e tensionit (seri aktiviteti) në të majtë të hidrogjenit, përfshirë hekurin, janë veçanërisht të ndjeshëm ndaj kësaj.

Si rezultat i korrozionit, hekuri ndryshket. Ky proces është shumë kompleks dhe përfshin disa faza. Mund të përshkruhet nga ekuacioni përmbledhës:

Fe + 6 H 2 O (lagështi) + 3 O 2 (ajër) = 4 Fe (OH ) 3

hidroksid hekuri (

III ) është shumë i paqëndrueshëm, humbet shpejt ujin dhe kthehet në oksid hekuri ( III ). Ky përbërës nuk mbron sipërfaqen e hekurit nga oksidimi i mëtejshëm. Si rezultat, objekti i hekurit mund të shkatërrohet plotësisht.

Shumë metale, duke përfshirë ato mjaft aktive (për shembull, alumini), kur gërryhen, mbulohen me një film oksidi të dendur, të lidhur mirë, i cili nuk lejon që agjentët oksidues të depërtojnë në shtresa më të thella dhe për këtë arsye mbron metalin nga korrozioni. Kur hiqet ky film, metali fillon të ndërveprojë me lagështinë dhe oksigjenin në ajër.

Alumini në kushte normale është rezistent ndaj ajrit dhe ujit, madje edhe ujit të vluar, por nëse merkuri aplikohet në sipërfaqen e aluminit, amalgama që rezulton shkatërron filmin e oksidit e shtyn atë nga sipërfaqja, dhe metali shpejt shndërrohet në thekon të bardha të metahidroksidit të aluminit. :

4Al + 2H 2 O + 3O 2 = 4AlO(OH)Alumini i bashkuar reagon me ujin për të lëshuar hidrogjen: Al + 4 H 2 O = 2 AlO (OH) + 3 H 2

Disa metale joaktive janë gjithashtu të ndjeshme ndaj korrozionit. Në ajër të lagësht, sipërfaqja e bakrit mbulohet me një shtresë të gjelbër (patina) si rezultat i formimit të një përzierjeje të kripërave bazë.

Ndonjëherë kur metalet gërryhen, nuk ndodh oksidimi, por reduktimi i disa elementeve që përmbahen në lidhjet. Për shembull, në presione dhe temperatura të larta, karabitet që përmbahen në çelik reduktohen nga hidrogjeni.

Shkatërrimi i metaleve në prani të hidrogjenit u zbulua në mesin e shekullit të nëntëmbëdhjetë. Inxhinieri francez Sainte-Claire Deville studioi shkaqet e çarjeve të papritura të tytës së armëve. Gjatë analizave të tyre kimike, ai gjeti hidrogjen në metal. Deville vendosi se ngopja me hidrogjen ishte arsyeja e rënies së papritur të forcës së çelikut.

Hidrogjeni shkaktoi shumë telashe për projektuesit e pajisjeve për një nga proceset kimike industriale më të rëndësishme - sintezën e amoniakut. Pajisjet e para për këtë sintezë zgjatën vetëm dhjetëra orë, dhe më pas u thyen në pjesë të vogla. Vetëm shtimi i titanit, vanadiumit ose molibdenit në çelik ndihmoi në zgjidhjen e këtij problemi.

Korrozioni i metaleve mund të përfshijë gjithashtu shpërbërjen e tyre në metale të shkrirë të lëngët (natrium, plumb, bismut), të cilat përdoren, veçanërisht, si ftohës në reaktorët bërthamorë.

Për nga stoikiometria, reaksionet që përshkruajnë korrozionin e metaleve janë mjaft të thjeshta, por për nga mekanizmi i tyre i përkasin proceseve komplekse heterogjene. Mekanizmi i korrozionit përcaktohet kryesisht nga lloji i mjedisit agresiv.

Kur një material metalik bie në kontakt me një gaz kimikisht aktiv, një film i produkteve të reagimit shfaqet në sipërfaqen e tij. Parandalon kontaktin e mëtejshëm midis metalit dhe gazit. Nëse përmes këtij filmi ndodh kundërpërhapja e substancave reaguese, atëherë reaksioni vazhdon. Procesi lehtësohet në temperatura të larta. Gjatë korrozionit, filmi i produktit trashet vazhdimisht dhe metali shkatërrohet. Metalurgjia dhe industritë e tjera që përdorin temperatura të larta pësojnë humbje të mëdha nga korrozioni i gazit.

Korrozioni është më i zakonshëm në mjediset e elektrolitit. Në disa proceset teknologjike metalet bien në kontakt me elektrolitet e shkrirë. Sidoqoftë, më shpesh korrozioni ndodh në tretësirat e elektrolitit. Metali nuk duhet të zhytet plotësisht në lëng. Zgjidhjet e elektrolitit mund të jenë të pranishme në formën e një filmi të hollë në sipërfaqen e metalit. Ata shpesh përshkojnë mjedisin që rrethon metalin (dheu, betoni, etj.).

Gjatë ndërtimit të urës së metrosë dhe stacionit Leninskie Gory në Moskë, shtuan ata numër i madh klorur natriumi për të parandaluar ngrirjen e betonit që ende nuk është ngjitur. Stacioni u ndërtua në sa më shpejt të jetë e mundur(në vetëm 15 muaj) dhe u hap më 12 janar 1959. Megjithatë, prania e klorurit të natriumit në beton shkaktoi shkatërrimin e armaturës së çelikut. 60% e strukturave të betonit të armuar ishin subjekt korrozioni, kështu që stacioni u mbyll për rindërtim , zgjat gati 10 vjet. Vetëm më 14 janar 2002, ura e metrosë dhe stacioni, i quajtur Vorobyovy Gory, u rihapën.

Përdorimi i kripërave (zakonisht klorur natriumi ose kalciumi) për të hequr borën dhe akullin nga rrugët dhe trotuaret gjithashtu bën që metalet të prishen më shpejt. Vuaj shumë automjeteve dhe komunikimet nëntokësore. Vlerësohet se vetëm në Shtetet e Bashkuara, përdorimi i kripërave për të luftuar reshjet e borës dhe akullit çon në humbje prej rreth 2 miliardë dollarë në vit për shkak të korrozionit të motorit dhe 0.5 miliardë dollarë në riparime shtesë të rrugëve, autostradave nëntokësore dhe urave.

Në mjediset elektrolitike, korrozioni shkaktohet jo vetëm nga veprimi i oksigjenit, ujit ose acideve në metale, por edhe nga proceset elektrokimike. Tashmë në fillim të shekullit të 19-të. Korrozioni elektrokimik u studiua nga shkencëtarët anglezë Humphry Davy dhe Michael Faraday. Teoria e parë e korrozionit elektrokimik u parashtrua në 1830 nga shkencëtari zviceran De la Rive. Ai shpjegoi shfaqjen e korrozionit në pikën e kontaktit të dy metaleve të ndryshme.

Korrozioni elektrokimik çon në shkatërrimin e shpejtë të metaleve më aktivë, të cilët në mekanizma dhe pajisje të ndryshme vijnë në kontakt me metale më pak aktive të vendosura djathtas në serinë e tensionit elektrokimik. Përdorimi i pjesëve prej bakri ose bronzi në hekur ose strukturat e aluminit, të cilat veprojnë në ujin e detit, rrit ndjeshëm korrozionin. Janë të njohura raste të shkatërrimit dhe fundosjes së anijeve, hekuri i të cilave ishte i lidhur me ribatina bakri.

Më vete, alumini dhe titani janë rezistent ndaj ujit të detit, por nëse bien në kontakt në një produkt, për shembull, në një strehë për pajisje fotografike nënujore, alumini shkatërrohet shumë shpejt dhe banesa rrjedh.

Proceset elektrokimike mund të ndodhin edhe në një metal homogjen. Ato aktivizohen nëse ka dallime në përbërjen e kokrrizave metalike në masë dhe në kufi, stres mekanik johomogjen, mikropapastërti etj. Shumë nga bashkatdhetarët tanë, përfshirë Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865-1952) dhe Alexander Naumovich Frumkin (1895-1976), morën pjesë në zhvillimin e teorisë së përgjithshme të korrozionit elektrokimik të materialeve metalike.

Një nga arsyet e shfaqjes së korrozionit elektrokimik janë rrymat endacake, të cilat shfaqen për shkak të rrjedhjes së një pjese të rrymës nga qarqet elektrike në tokë ose tretësirat ujore, ku ato bien në strukturat metalike. Aty ku rryma del nga këto struktura, shpërbërja e metalit fillon përsëri në tokë ose ujë. Zona të tilla të shkatërrimit të metaleve nën ndikimin e rrymave të humbur vërehen veçanërisht shpesh në zonat e transportit elektrik tokësor (linjat e tramvajit, transporti hekurudhor në tërheqje elektrike). Këto rryma mund të arrijnë disa ampera, gjë që çon në dëmtime të mëdha korrozioni. Për shembull, kalimi i një rryme prej 1 A për një vit do të shkaktojë tretjen e 9,1 kg hekur, 10,7 kg zinku, 33,4 kg plumb.

Korrozioni gjithashtu mund të ndodhë nën ndikimin e rrezatimit, si dhe produkteve të mbeturinave të baktereve dhe organizmave të tjerë. Zhvillimi i baktereve në sipërfaqen e strukturave metalike shoqërohet me fenomenin e biokorozionit. Mbyllja e pjesës nënujore të anijeve me organizma të vegjël detarë ndikon edhe në proceset e korrozionit.

Kur metali ekspozohet njëkohësisht ndaj mjedisit të jashtëm dhe stresit mekanik, aktivizohen të gjitha proceset e korrozionit, pasi kjo zvogëlon stabilitetin termik të metalit, shkatërron filmat e oksidit në sipërfaqen e metalit dhe intensifikon proceset elektrokimike në vendet ku shfaqen çarje dhe inhomogjenitete.

Korrozioni çon në humbje të mëdha të pakthyeshme të metaleve, rreth 10% e hekurit të prodhuar shkatërrohet plotësisht çdo vit. Sipas Institutit të Kimisë Fizike të Akademisë së Shkencave Ruse, çdo e gjashtë furrë shpërthyese në Rusi punon më kot, i gjithë metali i shkrirë kthehet në ndryshk. Shkatërrimi i strukturave metalike, automjeteve bujqësore dhe transportit, dhe pajisjeve industriale shkakton ndërprerje, aksidente dhe përkeqësim të cilësisë së produktit. Marrja parasysh e korrozionit të mundshëm çon në rritjen e kostove të metaleve në prodhimin e aparateve me presion të lartë, kaldajave me avull, kontejnerëve metalikë për substanca toksike dhe radioaktive, etj. Kjo rrit humbjet e përgjithshme të korrozionit. Shuma të konsiderueshme parash duhet të shpenzohen për mbrojtjen kundër korrozionit. Raporti i humbjeve direkte, humbjeve indirekte dhe kostove për mbrojtjen nga korrozioni është vlerësuar si (34):1:1. Në vendet e industrializuara, dëmet nga korrozioni arrijnë në 4% të të ardhurave kombëtare. Në vendin tonë arrin në miliarda rubla në vit.

Problemet e korrozionit po përkeqësohen vazhdimisht për shkak të rritjes së vazhdueshme të prodhimit të metaleve dhe shtrëngimit të kushteve të funksionimit të tyre. Mjedisi në të cilin përdoren strukturat metalike po bëhet gjithnjë e më agresiv, përfshirë edhe për shkak të ndotjes së tij. Produktet metalike të përdorura në teknologji funksionojnë në kushte të temperaturave dhe presioneve gjithnjë e më të larta, rrjedhave të fuqishme të gazrave dhe lëngjeve. Prandaj, çështjet e mbrojtjes së materialeve metalike nga korrozioni po bëhen gjithnjë e më të rëndësishme. Është e pamundur të parandalohet plotësisht korrozioni i metalit, kështu që mënyra e vetme për ta luftuar atë është gjetja e mënyrave për ta ngadalësuar atë.

Problemi i mbrojtjes së metaleve nga korrozioni u ngrit pothuajse në fillimin e përdorimit të tyre. Njerëzit u përpoqën t'i mbronin metalet nga ndikimet atmosferike me ndihmën e yndyrës, vajrave dhe më vonë duke u veshur me metale të tjera dhe mbi të gjitha me kallaj (kallajimi) me shkrirje të ulët. Në veprat e historianit të lashtë grek Herodot (shek. V para Krishtit) dhe shkencëtarit të lashtë romak Plini Plaku (shekulli I p.e.s.) tashmë ka referenca për përdorimin e kallajit për të mbrojtur hekurin nga ndryshkja. Aktualisht, lufta kundër korrozionit kryhet në disa drejtime menjëherë: ata po përpiqen të ndryshojnë mjedisin në të cilin funksionon një produkt metalik, të ndikojnë në rezistencën ndaj korrozionit të vetë materialit dhe të parandalojnë kontaktin midis metalit dhe substancave agresive të jashtme. mjedisi.

Korrozioni mund të parandalohet plotësisht vetëm në një mjedis inert, për shembull, në një atmosferë argon, por në shumicën dërrmuese të rasteve është e pamundur të krijohet në të vërtetë një mjedis i tillë gjatë funksionimit të strukturave dhe mekanizmave. Në praktikë, për të zvogëluar aktivitetin gërryes të një mediumi, ata përpiqen të heqin përbërësit më reaktivë prej tij, për shembull, zvogëlojnë aciditetin e tretësirave ujore dhe dherave me të cilat metalet mund të vijnë në kontakt. Një nga metodat e luftimit të korrozionit të hekurit dhe lidhjeve të tij, bakrit, bronzit, zinkut dhe plumbit është heqja e oksigjenit dhe dioksidit të karbonit nga tretësirat ujore. Në sektorin e energjisë dhe në disa degë të teknologjisë, uji çlirohet edhe nga kloruret, të cilat stimulojnë korrozionin lokal. Për të zvogëluar aciditetin e tokës, kryhet gëlqere.

Agresiviteti i atmosferës varet shumë nga lagështia. Për çdo metal ekziston një lagështi relative kritike e caktuar, nën të cilën nuk i nënshtrohet korrozionit atmosferik. Për hekurin, bakrin, nikelin, zinkun është 50-70%. Ndonjëherë, për të ruajtur sendet me vlerë historike, temperatura e tyre mbahet artificialisht mbi pikën e vesës. Në hapësirat e mbyllura (për shembull, në kutitë e paketimit), lagështia zvogëlohet duke përdorur xhel silicë ose adsorbentë të tjerë. Agresiviteti i atmosferës industriale përcaktohet kryesisht nga produktet e djegies së karburantit ( cm. NDOTJA E MJEDISIT). Parandalimi i shiut acid dhe eliminimi i emetimeve të dëmshme të gazit ndihmojnë në reduktimin e humbjeve nga korrozioni.

Shkatërrimi i metaleve në mjedise ujore mund të ngadalësohet duke përdorur frenuesit e korrozionit, të cilët shtohen në sasi të vogla (zakonisht më pak se 1%) në tretësirat ujore. Ato nxisin pasivizimin e sipërfaqes së metalit, domethënë formimin e një filmi të hollë dhe të dendur të oksideve ose komponimeve të tjera të dobëta të tretshme, gjë që parandalon shkatërrimin e substancës kryesore. Për këtë qëllim përdoren disa kripëra natriumi (karbonat, silikat, borat) dhe komponime të tjera. Nëse brisqet zhyten në një zgjidhje të kromatit të kaliumit, ato do të zgjasin shumë më gjatë. Shpesh përdoren inhibitorë organikë, të cilët janë më efektivë se ata inorganik.

Një metodë e mbrojtjes nga korrozioni bazohet në zhvillimin e materialeve të reja që kanë rezistencë më të lartë ndaj korrozionit. Kërkimi për zëvendësuesit e metaleve gërryes është në vazhdim. Plastika, qeramika, qelqi, goma, azbesti dhe betoni janë më rezistente ndaj ndikimeve mjedisore, por në shumë veti të tjera janë inferiore ndaj metaleve, të cilët ende shërbejnë si materialet kryesore strukturore.

Metalet fisnike janë praktikisht rezistente ndaj korrozionit, por për aplikim të gjerë Ato janë shumë të shtrenjta, kështu që përdoren vetëm në pjesët më kritike, siç janë kontaktet elektrike jo korrozive. Nikeli, alumini, bakri, titani dhe lidhjet e bazuara në to kanë rezistencë të lartë korrozioni. Prodhimi i tyre po rritet mjaft shpejt, por edhe tani metali më i aksesueshëm dhe i përdorur gjerësisht mbetet hekuri i ndryshkur me shpejtësi. Lidhja përdoret shpesh për t'i dhënë rezistencë korrozionit lidhjeve me bazë hekuri. Kështu përftohet inoksi, i cili përveç hekurit përmban krom dhe nikel. Çeliku inox më i zakonshëm në kohën tonë, klasa 188 (18% krom dhe 8% nikel), u shfaq në vitin 1923. Është plotësisht rezistent ndaj lagështirës dhe oksigjenit. Tonet e para çelik inox në vendin tonë janë shkrirë në vitin 1924 në Zlatoust. Në ditët e sotme janë zhvilluar shumë lloje çeliku të tillë, të cilët përveç kromit dhe nikelit përmbajnë mangan, molibden, tungsten dhe elementë të tjerë kimikë. Shpesh përdoret lidhjet sipërfaqësore të lidhjeve të lira të hekurit me zink, alumin dhe krom.

Për t'i rezistuar korrozionit atmosferik, veshjet e holla të metaleve të tjera që janë më rezistente ndaj lagështirës dhe oksigjenit atmosferik aplikohen në produktet e çelikut. Shpesh përdoren veshje me krom dhe nikel. Për shkak se pllakat e kromit shpesh përmbajnë të çara, ato zakonisht aplikohen mbi shtresat më pak dekorative të nikelit. Për të mbrojtur kanaçet e kallajit nga korrozioni në acidet organike të përfshira në produkte ushqimore, konsumohet një sasi e konsiderueshme kallaji. Për një kohë të gjatë, kadmiumi është përdorur për veshjen e enëve të kuzhinës, por tashmë dihet se ky metal është i rrezikshëm për shëndetin dhe veshjet me kadmium përdoren vetëm në teknologji.

Për të ngadalësuar korrozionin, llaqet dhe bojërat, vajrat minerale dhe lubrifikantët aplikohen në sipërfaqen e metalit. Strukturat nëntokësore janë të mbuluara me një shtresë të trashë bitumi ose polietileni. Sipërfaqet e brendshme tuba çeliku dhe rezervuarët mbrohen me veshje të lira çimentoje.

Për ta bërë bojën më të besueshme, sipërfaqja metalike pastrohet tërësisht nga papastërtitë dhe produktet e korrozionit dhe i nënshtrohet një trajtimi të veçantë. Për produktet e çelikut përdoren të ashtuquajturit konvertues të ndryshkut që përmbajnë acid ortofosforik (H 3 PO 4) dhe kripërat e tij. Ato shpërndajnë oksidet e mbetura dhe formojnë një shtresë të dendur dhe të qëndrueshme fosfatesh, të cilat mund të mbrojnë sipërfaqen e produktit për ca kohë. Pastaj metali lyhet me një shtresë abetare, e cila duhet të ngjitet mirë në sipërfaqe dhe të ketë veti mbrojtëse (zakonisht përdoret plumbi i kuq ose kromati i zinkut). Vetëm pas kësaj mund të aplikohet llak ose bojë.

Një nga më metoda efektive Lufta kundër korrozionit është mbrojtja elektrokimike. Për të mbrojtur platformat e shpimit, bazat metalike të salduara dhe tubacionet nëntokësore, ato lidhen si katodë me një burim të jashtëm rrymë. Si anodë përdoren elektroda inerte ndihmëse.

Një version tjetër i një mbrojtjeje të tillë përdoret për struktura relativisht të vogla çeliku ose objekte metalike të izoluara shtesë (për shembull, tubacionet). Në këtë rast, përdoret një mbrojtës - një anodë e bërë nga një metal relativisht aktiv (zakonisht magnez, zink, alumin dhe lidhjet e tyre), i cili gradualisht shembet, duke mbrojtur objektin kryesor. Me ndihmën e një anode magnezi mbrohet deri në 8 km tubacion. Mbrojtja e shkelës është e përhapur; për shembull, në SHBA, rreth 11.5 mijë ton alumini shpenzohen çdo vit për prodhimin e mbrojtësve.

Mbrojtja e një metali nga një metal tjetër, më aktiv i vendosur në serinë e tensionit në të majtë është efektiv pa imponuar një ndryshim potencial. Metali më aktiv (për shembull, zinku në sipërfaqen e hekurit) mbron metalin më pak aktiv nga shkatërrimi.

Metodat elektrokimike të luftimit të korrozionit përfshijnë gjithashtu mbrojtjen kundër shkatërrimit të strukturave nga rrymat endacake. Një nga mënyrat për të eliminuar një korrozion të tillë është lidhja e një përcjellësi metalik në pjesën e strukturës nga e cila rrjedh rryma e humbur me hekurudhën përgjatë së cilës lëviz tramvaji ose treni elektrik.

Elena Savinkina

LITERATURA Fremantle M. Kimia në veprim. Në 2 pjesë M., Mir, 1991
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Libër kimie për lexim në shtëpi. M., Kimi, 1994

Korrozioni i metaleve ose aliazh ndodh, si rregull, në ndërfaqen e fazës, pra në kufirin e kontaktit të ngurta me gaz ose lëng.

Proceset e korrozionit ndahen në këto lloje: sipas mekanizmit të ndërveprimit të metalit me mjedisin; sipas llojit të mjedisit gërryes; sipas llojit të dëmtimit nga korrozioni në sipërfaqe; sipas vëllimit të metalit të shkatërruar; nga natyra e ndikimeve shtesë ndaj të cilave metali është i ekspozuar njëkohësisht me veprimin e një mjedisi gërryes.

Sipas mekanizmit të bashkëveprimit të metalit me mjedisin, dallohen korrozioni kimik dhe elektrokimik.

Korrozioni që ndodh nën ndikimin e aktivitetit jetësor të mikroorganizmave klasifikohet si korrozioni biologjik, dhe korrozioni që ndodh nën ndikimin e rrezatimit radioaktiv quhet korrozioni i rrezatimit.

Bazuar në llojin e mjedisit gërryes të përfshirë në shkatërrimin nga korrozioni i një metali ose aliazhi, ata bëjnë dallimin midis korrozionit në lëngjet jo-elektrolitike, korrozionit në solucione dhe shkrirjeve të elektroliteve, gazit, korrozionit atmosferik, nëntokësor (tokës), korrozionit të rrymës së humbur, etj.

Në varësi të natyrës së ndryshimit të sipërfaqes së një metali ose aliazhi ose shkallës së ndryshimit të vetive fizike dhe mekanike të tyre, gjatë procesit të korrozionit, pavarësisht nga vetitë e mjedisit, dëmtimi nga korrozioni mund të jetë i disa llojeve.

1. Nëse korrozioni mbulon të gjithë sipërfaqen e metalit, atëherë ky lloj shkatërrimi quhet - korrozioni i plotë. Korrozioni i vazhdueshëm i referohet shkatërrimit të metaleve dhe lidhjeve nën ndikimin e acideve, alkaleve dhe atmosferës. Korrozioni i vazhdueshëm mund të jetë uniform, domethënë, shkatërrimi i metalit ndodh me të njëjtin ritëm në të gjithë sipërfaqen, dhe i pabarabartë, kur shkalla e korrozionit në zona të veçanta të sipërfaqes nuk është e njëjtë. Një shembull i korrozionit uniform është korrozioni në bashkëveprimin e bakrit me acidin nitrik, hekurit me acid klorhidrik, zinkut me acid sulfurik, aluminit me tretësirat alkali. Në këto raste, produktet e korrozionit nuk mbeten në sipërfaqen e metalit. Tubat e hekurit gjithashtu gërryhen në të njëjtën mënyrë. jashtë. Kjo është e lehtë për t'u parë nëse hiqni shtresën e ndryshkut; poshtë, gjendet një sipërfaqe metalike e përafërt, e shpërndarë në mënyrë të barabartë në të gjithë tubin.

2. Lidhjet e disa metaleve janë të ndjeshme ndaj - korrozioni selektiv, kur një nga elementët ose një nga strukturat e aliazhit shkatërrohet, ndërsa pjesa tjetër mbetet praktikisht e pandryshuar. Kur bronzi bie në kontakt me acidin sulfurik, ndodh korrozioni selektiv i përbërësve - korrozioni i zinkut, dhe aliazhi pasurohet me bakër. Një shkatërrim i tillë vërehet lehtë, pasi skuqja e sipërfaqes së produktit ndodh për shkak të një rritje të përqendrimit të bakrit në aliazh. Me korrozionin strukturor selektiv, ndodh kryesisht shkatërrimi i një strukture të vetme të aliazhit, për shembull, kur çeliku bie në kontakt me acidet, ferriti shkatërrohet, por karabi i hekurit mbetet i pandryshuar. Gize është veçanërisht e ndjeshme ndaj këtij lloji të korrozionit.

3. Për korrozion lokal Në sipërfaqen e metalit, lezionet gjenden në formën e njollave individuale, ulcerave dhe pikave. Në varësi të natyrës së lezioneve, korrozioni lokal shfaqet në formën e njollave, domethënë lezione që nuk janë shumë të thella në trashësinë e metalit; ulcerat - lezione të thelluara në trashësinë e metalit; pika, ndonjëherë mezi të dukshme për syrin, por që depërtojnë thellë në metal. Korrozioni në formën e gropave dhe njollave është shumë i rrezikshëm për struktura të tilla ku është e rëndësishme të ruhen kushtet e ngushtësisë dhe papërshkueshmërisë (rezervuarët, aparatet, tubacionet e përdorura në industrinë kimike).

4. Korrozioni nëntokësor fillon nga sipërfaqja metalike në rastet kur veshje mbrojtëse(filma, okside etj.) të shkatërruara në zona të caktuara. Në këtë rast, shkatërrimi ndodh kryesisht nën veshje, dhe produktet e korrozionit përqendrohen brenda metalit. Korrozioni nëntokësor shpesh shkakton ënjtje dhe delaminim të metalit. Mund të përcaktohet vetëm me mikroskop.

5. Korrozioni i çarjes- shkatërrimi i metalit nën guarnicione, në boshllëqe, lidhëse me fileto, nyje me thumba, etj. Shpesh zhvillohet në zonën e strukturës që ndodhet në hendek (çarje).

6. Korrozioni ndërgranular- shkatërrimi i metalit përgjatë kufijve të kristaliteve (kokrrizave) me humbjen e forcës së tij mekanike, pamja e metalit nuk ndryshon, por ai shkatërrohet lehtësisht në kristale individuale nën ndikimin mekanik; Kjo shpjegohet me formimin e produkteve të korrozionit të lirshëm, me rezistencë të ulët midis kokrrave të metalit ose aliazhit. Çeliqet e kromit dhe krom-nikelit, nikeli dhe lidhjet e aluminit janë të ndjeshëm ndaj këtij lloji korrozioni. Për të shmangur korrozionin ndërgranular, vitet e fundit janë përdorur gjerësisht çeliqet inox me përmbajtje të reduktuar karboni ose agjentët formues karbid - titani, tantal, niobium (në 5-8 herë më shumë se përmbajtja e karbonit) janë futur në përbërjen e tyre.

Kur një metal ose aliazh ekspozohet njëkohësisht ndaj mjediseve shumë agresive dhe sforcimeve mekanike në tërheqje, është e mundur plasaritja nga korrozioni ose korrozioni transgranular. Në këtë rast, shkatërrimi ndodh jo vetëm përgjatë kufijve të kristaliteve, por vetë kristaliti metalik ndahet në pjesë. Ky është një lloj korrozioni shumë i rrezikshëm, veçanërisht për strukturat që mbajnë ngarkesa mekanike (ura, boshte, kabllo, susta, autoklavë, kaldaja me avull, motorë me djegie të brendshme, ujë dhe turbinat me avull etj).

Plasaritja nga korrozioni varet nga dizajni i pajisjes, natyra e mjedisit agresiv, struktura dhe struktura e metalit ose aliazhit, temperatura, etj. Për shembull, plasaritja nga korrozioni i çeliqeve të karbonit ndodh shumë shpesh në mjedise alkaline në temperatura të larta; çelik inox - në tretësira të klorureve, sulfatit të bakrit, acidit ortofosforik; lidhjet e aluminit dhe magnezit - nën ndikimin e ujit të detit; titani dhe lidhjet e tij - nën ndikimin e acidit nitrik të përqendruar dhe zgjidhjeve të jodit në metanol.

Duhet të theksohet se në varësi të natyrës së metalit ose aliazhit dhe vetive të mjedisit agresiv, ekziston një stres kritik mbi të cilin shpesh vërehet çarje korrozioni.

Bazuar në natyrën e ndikimeve shtesë ndaj të cilave ekspozohet metali, njëkohësisht me ekspozimin ndaj një mjedisi agresiv, mund të dallohen korrozioni i stresit, korrozioni i fërkimit dhe korrozioni i kavitacionit.

7. Korrozioni i stresit- korrozioni nën ekspozimin e njëkohshëm ndaj një mjedisi gërryes dhe streseve të përhershme ose të përkohshme. Ndikimi i njëkohshëm i streseve tërheqëse ciklike dhe një mjedisi gërryes shkakton lodhje korrozioni, d.m.th., ndodh shkatërrimi i parakohshëm i metalit. Ky proces mund të përfaqësohet si më poshtë: së pari, korrozioni lokal shfaqet në sipërfaqen e produktit në formën e ulcerave, të cilat fillojnë të veprojnë si përqendrues stresi, vlera maksimale e stresit do të jetë në fund të ulçerës, e cila ka a potencial më negativ se muret, si rezultat i të cilit metali do të shkatërrohet thellë, dhe ulçera do të kthehet në një çarje. Boshtet e helikës janë të ndjeshëm ndaj këtij lloji korrozioni. Susta makinash, litarë, rrotulla të ftohta të petullave etj.

8. Korrozioni me fërkim- shkatërrimi i metaleve i shkaktuar nga ekspozimi i njëkohshëm ndaj një mjedisi gërryes dhe fërkimi. Kur dy sipërfaqe lëvizin në mënyrë të lëkundur në lidhje me njëra-tjetrën në kushtet e ekspozimit ndaj një mjedisi gërryes, ndodh korrozioni i gërryerjes ose korrozioni nervoz. Është e mundur të eliminohet korrozioni për shkak të fërkimit ose dridhjeve zgjedhja e duhur material strukturor, duke ulur koeficientin e fërkimit, duke përdorur veshje, etj.

9. Korrozioni i gazit- ky është korrozioni kimik i metaleve në një mjedis të gaztë me një përmbajtje minimale lagështie (zakonisht jo më shumë se 0.1%) ose në temperatura të larta. Ky lloj korrozioni ndodh shpesh në industritë kimike dhe petrokimike. Për shembull, në prodhimin e acidit sulfurik në fazën e oksidimit të dyoksidit të squfurit, në sintezën e amoniakut, në prodhimin e acidit nitrik dhe klorurit të hidrogjenit, në proceset e sintezës së alkooleve organike, plasaritjes së vajit etj.

10. Korrozioni atmosferikështë korrozioni i metaleve në një atmosferë ajri ose ndonjë gazi të lagësht.

11. Korrozioni nëntokësor- Ky është korrozioni i metaleve në tokë dhe tokë.

12. Korrozioni i kontaktitështë një lloj korrozioni i shkaktuar nga kontakti i metaleve që kanë potenciale të ndryshme të palëvizshme në një elektrolit të caktuar.

KORROZIONI I METALEVE– ndërveprim fiziko-kimik ose kimik ndërmjet një metali (aliazhi) dhe mjedisit, që çon në përkeqësimin e vetive funksionale të metalit (aliazhit), mjedisit ose sistemit teknik që i përfshin ato.

Fjala korrozion vjen nga latinishtja "corrodo" - "të gërryes" (latinishtja e vonë "corrosio" do të thotë "korrozioni").

Korrozioni shkaktohet nga një reaksion kimik midis metalit dhe substancave mjedisore që ndodh në ndërfaqen midis metalit dhe mjedisit. Më shpesh, ky është oksidimi i metalit, për shembull, nga oksigjeni atmosferik ose acidet që përmbahen në tretësirat me të cilat metali është në kontakt. Metalet e vendosura në serinë e tensionit (seri aktiviteti) në të majtë të hidrogjenit, përfshirë hekurin, janë veçanërisht të ndjeshëm ndaj kësaj.

Si rezultat i korrozionit, hekuri ndryshket. Ky proces është shumë kompleks dhe përfshin disa faza. Mund të përshkruhet nga ekuacioni përmbledhës:

4Fe + 6H 2 O (lagështi) + 3O 2 (ajër) = 4Fe(OH) 3

Hidroksidi i hekurit (III) është shumë i paqëndrueshëm, humbet shpejt ujin dhe kthehet në oksid hekuri (III). Ky përbërës nuk mbron sipërfaqen e hekurit nga oksidimi i mëtejshëm. Si rezultat, objekti i hekurit mund të shkatërrohet plotësisht.

Alumini në kushte normale është rezistent ndaj ajrit dhe ujit, madje edhe ujit të vluar, por nëse merkuri aplikohet në sipërfaqen e aluminit, amalgama që rezulton shkatërron filmin e oksidit - e shtyn atë nga sipërfaqja, dhe metali shpejt shndërrohet në thekon të bardha alumini. metahidroksid:

4Al + 2H 2 O + 3O 2 = 4AlO(OH)

Alumini i bashkuar reagon me ujin për të lëshuar hidrogjen:

2Al + 4H 2 O = 2AlO(OH) + 3H 2

Korrozioni është më i zakonshëm në mjediset e elektrolitit. Në disa procese teknologjike, metalet vijnë në kontakt me elektrolitet e shkrirë. Sidoqoftë, më shpesh korrozioni ndodh në tretësirat e elektrolitit. Metali nuk duhet të zhytet plotësisht në lëng. Zgjidhjet e elektrolitit mund të jenë të pranishme në formën e një filmi të hollë në sipërfaqen e metalit. Ata shpesh përshkojnë mjedisin që rrethon metalin (dheu, betoni, etj.).

Gjatë ndërtimit të urës së metrosë dhe stacionit Leninskie Gory në Moskë, sasi të mëdha të klorurit të natriumit u shtuan në beton për të parandaluar ngrirjen e betonit që ende nuk ishte ngjitur. Stacioni u ndërtua në kohën më të shkurtër të mundshme (në vetëm 15 muaj) dhe u hap më 12 janar 1959. Megjithatë, prania e klorurit të natriumit në beton shkaktoi shkatërrimin e armaturës së çelikut. 60% e strukturave të betonit të armuar ishin subjekt korrozioni, kështu që stacioni u mbyll për rindërtim , zgjat gati 10 vjet. Vetëm më 14 janar 2002, ura e metrosë dhe stacioni, i quajtur Vorobyovy Gory, u rihapën.

Përdorimi i kripërave (zakonisht klorur natriumi ose kalciumi) për të hequr borën dhe akullin nga rrugët dhe trotuaret gjithashtu bën që metalet të prishen më shpejt. Automjetet dhe komunikimet nëntokësore janë prekur rëndë. Vlerësohet se vetëm në Shtetet e Bashkuara, përdorimi i kripërave për të luftuar reshjet e borës dhe akullit çon në humbje prej rreth 2 miliardë dollarë në vit për shkak të korrozionit të motorit dhe 0.5 miliardë dollarë në riparime shtesë të rrugëve, autostradave nëntokësore dhe urave.

Korrozioni elektrokimik çon në shkatërrimin e shpejtë të metaleve më aktivë, të cilët në mekanizma dhe pajisje të ndryshme vijnë në kontakt me metale më pak aktive të vendosura djathtas në serinë e tensionit elektrokimik. Përdorimi i pjesëve prej bakri ose bronzi në strukturat prej hekuri ose alumini që funksionojnë në ujin e detit rrit ndjeshëm korrozionin. Janë të njohura raste të shkatërrimit dhe fundosjes së anijeve, hekuri i të cilave ishte i lidhur me ribatina bakri.

Proceset elektrokimike mund të ndodhin edhe në një metal homogjen. Ato aktivizohen nëse ka dallime në përbërjen e kokrrizave metalike në masë dhe në kufi, stres mekanik johomogjen, mikropapastërti etj. Shumë nga bashkatdhetarët tanë morën pjesë në zhvillimin e teorisë së përgjithshme të korrozionit elektrokimik të materialeve metalike, duke përfshirë Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865-1952) dhe Alexander Naumovich Frumkin (1895-1976).

Një nga arsyet e shfaqjes së korrozionit elektrokimik janë rrymat endacake, të cilat shfaqen për shkak të rrjedhjes së një pjese të rrymës nga qarqet elektrike në tokë ose tretësirat ujore, ku bien mbi strukturat metalike. Aty ku rryma del nga këto struktura, shpërbërja e metalit fillon përsëri në tokë ose ujë. Zona të tilla të shkatërrimit të metaleve nën ndikimin e rrymave endacake vërehen veçanërisht shpesh në zonat e transportit elektrik tokësor (linjat e tramvajit, transporti hekurudhor elektrik). Këto rryma mund të arrijnë disa ampera, gjë që çon në dëmtime të mëdha korrozioni. Për shembull, kalimi i një rryme prej 1 A për një vit do të shkaktojë tretjen e 9,1 kg hekur, 10,7 kg zinku, 33,4 kg plumb.

Korrozioni çon në humbje të mëdha të pakthyeshme të metaleve, rreth 10% e hekurit të prodhuar shkatërrohet plotësisht çdo vit. Sipas Institutit të Kimisë Fizike të Akademisë së Shkencave Ruse, çdo furrë e gjashtë në Rusi funksionon më kot - i gjithë metali i shkrirë kthehet në ndryshk. Shkatërrimi i strukturave metalike, automjeteve bujqësore dhe transportit, dhe pajisjeve industriale shkakton ndërprerje, aksidente dhe përkeqësim të cilësisë së produktit. Marrja parasysh e korrozionit të mundshëm çon në rritjen e kostove të metaleve në prodhimin e aparateve me presion të lartë, kaldajave me avull, kontejnerëve metalikë për substanca toksike dhe radioaktive, etj. Kjo rrit humbjet e përgjithshme të korrozionit. Shuma të konsiderueshme parash duhet të shpenzohen për mbrojtjen kundër korrozionit. Raporti i humbjeve direkte, humbjeve indirekte dhe kostove për mbrojtjen nga korrozioni është vlerësuar si (3–4):1:1. Në vendet e industrializuara, dëmet nga korrozioni arrijnë në 4% të të ardhurave kombëtare. Në vendin tonë arrin në miliarda rubla në vit.

Problemi i mbrojtjes së metaleve nga korrozioni u ngrit pothuajse në fillimin e përdorimit të tyre. Njerëzit u përpoqën t'i mbronin metalet nga ndikimet atmosferike me ndihmën e yndyrës, vajrave dhe më vonë duke u veshur me metale të tjera dhe mbi të gjitha me kallaj (kallajimi) me shkrirje të ulët. Në veprat e historianit të lashtë grek Herodot (shek. V para Krishtit) dhe shkencëtarit të lashtë romak Plini Plaku (shekulli I p.e.s.) tashmë ka referenca për përdorimin e kallajit për të mbrojtur hekurin nga ndryshkja. Aktualisht, lufta kundër korrozionit kryhet në disa drejtime menjëherë - ata po përpiqen të ndryshojnë mjedisin në të cilin funksionon një produkt metalik, të ndikojnë në rezistencën ndaj korrozionit të vetë materialit dhe të parandalojnë kontaktin midis metalit dhe substancave agresive të jashtme. mjedisi.

Metalet fisnike janë praktikisht rezistente ndaj korrozionit, por ato janë shumë të shtrenjta për përdorim të gjerë, kështu që ato përdoren vetëm në pjesët më kritike, për shembull, për prodhimin e kontakteve elektrike jo korrozive. Nikeli, alumini, bakri, titani dhe lidhjet e bazuara në to kanë rezistencë të lartë korrozioni. Prodhimi i tyre po rritet mjaft shpejt, por edhe tani metali më i aksesueshëm dhe i përdorur gjerësisht mbetet hekuri i ndryshkur me shpejtësi. Lidhja përdoret shpesh për t'i dhënë rezistencë korrozionit lidhjeve me bazë hekuri. Kështu përftohet inoksi, i cili përveç hekurit përmban krom dhe nikel. Çeliku inox më i zakonshëm në kohën tonë, klasa 18–8 (18% krom dhe 8% nikel), u shfaq në vitin 1923. Është mjaft rezistent ndaj lagështirës dhe oksigjenit. Tonelatat e para të inoksit në vendin tonë u shkrinë në vitin 1924 në Zlatoust. Në ditët e sotme janë zhvilluar shumë lloje çeliku të tillë, të cilët përveç kromit dhe nikelit përmbajnë mangan, molibden, tungsten dhe elementë të tjerë kimikë. Shpesh përdoret lidhjet sipërfaqësore të lidhjeve të lira të hekurit me zink, alumin dhe krom.

Për t'i rezistuar korrozionit atmosferik, veshjet e holla të metaleve të tjera që janë më rezistente ndaj lagështirës dhe oksigjenit atmosferik aplikohen në produktet e çelikut. Shpesh përdoren veshje me krom dhe nikel. Për shkak se pllakat e kromit shpesh përmbajnë të çara, ato zakonisht aplikohen mbi shtresat më pak dekorative të nikelit. Mbrojtja e kanaçeve nga gërryerja nga acidet organike që gjenden në produktet ushqimore kërkon një sasi të konsiderueshme kallaji. Për një kohë të gjatë, kadmiumi është përdorur për veshjen e enëve të kuzhinës, por tashmë dihet se ky metal është i rrezikshëm për shëndetin dhe veshjet me kadmium përdoren vetëm në teknologji.

Për të ngadalësuar korrozionin, llaqet dhe bojërat, vajrat minerale dhe lubrifikantët aplikohen në sipërfaqen e metalit. Strukturat nëntokësore janë të mbuluara me një shtresë të trashë bitumi ose polietileni. Sipërfaqet e brendshme të tubave dhe rezervuarëve të çelikut mbrohen me veshje të lira çimentoje.

Një nga metodat më efektive për të luftuar korrozionin është mbrojtja elektrokimike. Për të mbrojtur platformat e shpimit, bazat metalike të salduara dhe tubacionet nëntokësore, ato lidhen si katodë me një burim të jashtëm rrymë. Si anodë përdoren elektroda inerte ndihmëse.

Elena Savinkina

Reaksionet kimike dhe fiziko-kimike që ndodhin gjatë bashkëveprimit të mjedisit me metalet dhe lidhjet, në shumicën e rasteve çojnë në shkatërrimin e tyre spontan. Procesi i vetë-shkatërrimit ka termin e vet - "korrozioni". Rezultati i korrozionit është një përkeqësim i konsiderueshëm i vetive të metalit, si rezultat i të cilit produktet e bëra prej tij dështojnë shpejt. Çdo metal ka veti që e lejojnë atë t'i rezistojë shkatërrimit. Rezistenca ndaj korrozionit, ose, siç quhet ndryshe, rezistenca kimike e një materiali, është një nga kriteret kryesore me të cilat zgjidhen metalet dhe lidhjet për prodhimin e produkteve të caktuara.

Në varësi të intensitetit dhe kohëzgjatjes së procesit të korrozionit, metali mund t'i nënshtrohet shkatërrimit të pjesshëm ose të plotë. Ndërveprimi i një mjedisi gërryes dhe metalit çon në formimin e fenomeneve të tilla si shkallë, film oksid dhe ndryshk në sipërfaqen e metalit. Këto dukuri ndryshojnë nga njëra-tjetra jo vetëm në pamje, por edhe në shkallën e ngjitjes në sipërfaqen e metaleve. Për shembull, gjatë oksidimit të një metali si alumini, sipërfaqja e tij mbulohet me një shtresë oksidesh, e cila karakterizohet nga forca e lartë. Falë këtij filmi, proceset shkatërruese ndalen dhe nuk depërtojnë brenda. Nëse flasim për ndryshk, atëherë rezultati i ndikimit të tij është formimi i një shtrese të lirshme. Procesi i korrozionit në këtë rast depërton shumë shpejt në strukturën e brendshme të metalit, gjë që kontribuon në shkatërrimin e tij të shpejtë.

Treguesit me të cilët kryhet klasifikimi i proceseve të korrozionit:

lloji i mjedisit gërryes;
kushtet dhe mekanizmi i shfaqjes;
natyra e dëmtimit të korrozionit;
lloji i efekteve shtesë në metal.

Sipas mekanizmit të procesit të korrozionit, dallohen korrozioni kimik dhe elektrokimik i metaleve dhe lidhjeve.

Korrozioni kimik- ky është ndërveprimi i metaleve me një mjedis gërryes, gjatë të cilit vërehet një oksidim i njëkohshëm i metalit dhe restaurimi i përbërësit oksidues të mjedisit. Produktet që ndërveprojnë me njëri-tjetrin nuk janë të ndara në hapësirë.

Korrozioni elektrokimik- ky është ndërveprimi i metaleve me një mjedis gërryes, i cili është një zgjidhje elektrolite. Procesi i jonizimit të atomeve të metaleve, si dhe procesi i reduktimit të përbërësit oksidues të një mjedisi të caktuar gërryes, ndodhin në akte të ndryshme. Potenciali i elektrodës së tretësirës së elektrolitit ka një ndikim të rëndësishëm në shpejtësinë e këtyre proceseve.

Në varësi të llojit të mjedisit agresiv, ekzistojnë disa lloje korrozioni.

Korrozioni atmosferik përfaqëson vetëshkatërrimin e metaleve në një atmosferë ajri ose në një atmosferë gazi të karakterizuar nga lagështia e lartë.

Korrozioni i gazitështë korrozioni i metaleve që ndodh në një mjedis të gaztë në të cilin përmbajtja e lagështisë është minimale. Mungesa e lagështisë në mjedisin e gazit nuk ka i vetmi kusht, duke promovuar vetëshkatërrimin e metalit. Korrozioni është gjithashtu i mundur në temperatura të larta. Ky lloj korrozioni është më i zakonshëm në industrinë petrokimike dhe kimike.

Korrozioni nga rrezatimi paraqet vetëshkatërrimin e një metali nën ndikimin e rrezatimit radioaktiv me shkallë të ndryshme intensiteti.

Korrozioni nëntokësorështë korrozioni që ndodh në toka dhe toka të ndryshme.

Korrozioni i kontaktit përfaqëson një lloj korrozioni, formimi i të cilit lehtësohet nga kontakti i disa metaleve që ndryshojnë nga njëri-tjetri nga potencialet stacionare në një elektrolit specifik.

Biokorozionështë korrozioni i metaleve që ndodh nën ndikimin e mikroorganizmave të ndryshëm dhe aktivitetit të tyre jetësor.

Korrozioni nga rryma (e jashtme dhe e humbur)- një lloj tjetër korrozioni metalik. Nëse një metal i ekspozohet rrymës nga burim i jashtëm, atëherë ky është korrozioni nga rryma e jashtme. Nëse efekti kryhet përmes rrymës së humbur, atëherë ky është korrozioni i rrymës së humbur.

Kavitacioni gërryesështë një proces i vetë-shkatërrimit të metaleve, shfaqja e të cilit nxitet si nga ndikimi ashtu edhe nga efektet gërryese të mjedisit të jashtëm.

Korrozioni i stresitështë korrozioni metalik i shkaktuar nga bashkëveprimi i një mjedisi gërryes dhe sforcimeve mekanike. Ky lloj korrozioni paraqet një rrezik të konsiderueshëm për strukturat metalike që janë subjekt i stresit të rëndë mekanik.

Korrozioni shqetësues- një lloj korrozioni metalik që shkaktohet nga një kombinim i dridhjeve dhe ekspozimit ndaj një mjedisi gërryes. Për të minimizuar gjasat e korrozionit për shkak të fërkimit dhe dridhjes, është e nevojshme t'i qaseni me kujdes zgjedhjes së materialit strukturor. Është gjithashtu e nevojshme të përdoren veshje speciale dhe, nëse është e mundur, të zvogëlohet koeficienti i fërkimit.

Bazuar në natyrën e shkatërrimit, korrozioni ndahet në të vazhdueshëm dhe selektiv.

Korrozioni i plotë mbulon plotësisht sipërfaqen metalike. Nëse shkalla e shkatërrimit në të gjithë sipërfaqen është e njëjtë, atëherë ky është korrozioni uniform. Nëse shkatërrimi i metalit në zonat e ndryshme të tij ndodh me me shpejtësi të ndryshme, atëherë korrozioni quhet i pabarabartë.

Korrozioni selektiv nënkupton shkatërrimin e njërit prej përbërësve të aliazhit ose të një komponenti strukturor.

Korrozioni lokal, e cila shfaqet në formën e njollave të shpërndara veçmas në sipërfaqen e metalit, përfaqëson depresione me trashësi të ndryshme. Lezionet mund të jenë predha ose pika.

Korrozioni nëntokësor formohet drejtpërdrejt në sipërfaqen e metalit, pas së cilës depërton në mënyrë aktive më thellë. Ky lloj korrozioni shoqërohet me delaminim të produkteve metalike.

Korrozioni ndërgranular manifestohet në shkatërrimin e metalit përgjatë kufijve të kokrrizave. Nga pamjen metali është mjaft i vështirë për t'u përcaktuar. Megjithatë, forca dhe duktiliteti i metalit ndryshojnë shumë shpejt. Produktet e bëra prej tij bëhen të brishta. Ky lloj korrozioni është më i rrezikshmi për çeliqet krom dhe krom-nikel, si dhe për aluminin dhe lidhjet e nikelit.

Korrozioni i çarjesështë formuar në ato zona të metaleve dhe lidhjeve që janë të vendosura në fiksime të filetuara, boshllëqe të ndryshme dhe nën të gjitha llojet e guarnicioneve.

Të njohura në kategorinë: