Korozyonla mücadele yolları

Metaller, oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarına giren kimyasal elementlerdir. Kontrolsüz bir sürece korozyon denir. Metal bir parçanın yüzeyi agresif maddelerle temasa karşı korunmazsa, yapının mukavemeti zaman içinde geri döndürülemez şekilde bozulacaktır. Dünyadaki her altı yüksek fırından biri korozyon kayıplarını telafi etmek için çalışıyor. Türkiye Bilimler Akademisi Fiziksel Kimya Enstitüsü tarafından yapılan çalışmalara göre yıllık demir kaybı %10’dur.

Korozyon ile metal tahribatının mekanizmaları

Ürün yüzeyinin agresif ortamla temas ettiği bölgede metal tahribatı meydana gelir. Etkileşimler metalin yeni kimyasal bileşiklerini üretir – oksitler ve tuzlar. Türetilen bileşiklerin yapısı yoğun olabilir, metal yüzeyini daha fazla çürümeye karşı koruyabilir veya gevşek olabilir, bu durumda pas kabuğu artar ve metal oksidasyon süreci devam eder.

Yoğun koruyucu film daha sonra elverişsiz bir ortamda ayrışabilir – tekrar reaksiyona girerek yüzeye erişimi serbest bırakır. Metal korozyonuna neden olan birçok faktör vardır.Koruma gereklidir:

1. Kimyasal olarak agresif atmosferik, sucul ve yeraltı ortamlarından;

2. elektron buharında elektrokimyasal süreçler;

3. kaçak akımlar;

4. biyokorozyon;

Ve zarar verici faktörlerin her biri ve bunların toplamı metalin dış ve iç yapısı üzerinde çok yönlü bir etkiye sahiptir.Doğadaki metal eritme süreçleri, her bir faktörün rol oynadığı bir ortamda gerçekleşir:

1. Yer kabuğundaki beton yapılar, boru şebekeleri, kolonlar toprak koşullarına ve yeraltı suyu bileşimine bağlıdır.

2. Atmosferik korozyon, havada ne kadar nemli buharlar ve agresif asit gazları varsa o kadar güçlüdür.

3. Tatlı su ve tuzlu su kaynaklarındaki sıvı ortam, elektrolit görevi gören tuzların bileşimine ve kimyasal saldırgana bağlı olarak agresiftir.

Tüm metaller korozyona karşı hassastır

Soy metaller platin, gümüş ve altın kimyasal olarak reaksiyona girmez, inerttir ve korozyona uğramaz.

Krom, nikel, titanyum, çinko, kadmiyum ve alüminyum yüzeyinde yoğun oksit filmler oluşur. Bununla birlikte, bazı kaplamalar yeterince dayanıklı değildir, asidik veya alkali ortamlarda bozulur.

Bakır ve demir minimum koruma bile sağlamaz – yüzey kalıcı olarak oksitlenir çünkü agresif gazları engelleyemeyen gözenekli bir tabaka oluşur.

Bakırın yeşil bir patinası vardır.Demir yapılar, koşullara bağlı olarak farklı renkte tortularla korozyona uğrar:

1. Su ortamındaoksijen eksikliğinde sarı bir FeO(OH) skalası oluşur

   O.

2. Kuru havadave nadiren pas kahverengi Fe2O3.

3. Metalin atmosferik neme maruz kalmasıkırmızı ölçekli Fe2O3’e* yol açar;

   O.

4. Siyah ölçekli Fe3O4ferromanyetiktir, metali süper iletken yapmak için yapay olarak oluşturulur.

Metallerle temas halindeki ortamın korozyonu artırıcı etkisi açıkça bilinmektedir. Yakınlıklarına göre beş gruba ayrılırlar. Aynı gruptaki metaller karşıt değildir, birlikte kullanılabilirler. Farklı gruplardaki metaller birbirleriyle temas halinde elektrokimyasal korozyonu artırır.

1. 1 grup– magnezyum.

2. Grup 2– Kadmiyum, alüminyum, çinko.

3. Grup 3– Kurşun, kalay, demir ve karbon çeliği.

4. Grup 4– Krom ve krom-nikel çelikler, krom, nikel.

5. Grup 5– Bakır ve nikel, gümüş ile alaşımları.

Yerdeki en yaygın yapısal metal demirdir. Çelik ve alüminyum konstrüksiyonların bozulmasına karşı koruma, ürünün ömrünü uzatır ve kazaları önler.

Aşağıdakiler korozyon için ön koşullardır:

1. Neme, asitlere veya alkalilere uzun süre maruz kalma.

2. Sıcaklık farklılıkları.

3. Metal sürtünmesi, titreşim ve sürtünme.

4. Radyasyona maruz kalma.

5. Girdap akımları, statik ve doğru akımlar, elektromanyetik radyasyonun etkileri.

6. Metalin bakteriler tarafından biyolojik olarak yok edilmesi.

Korozyon türleri

Yapılardaki korozyon hasarının niteliği metalin türüne bağlıdır, ancak her zaman yapısal hasara ve güç kaybına yol açar. Katı korozyon, yüzey boyunca kırılgan tanelerden oluşan düzensiz bir soyulma kabuğu gibi görünür. Birçok durumda başka bir malzemeden yapılmış bir bağlantı elemanı bağlantı yerinde kırılır. Örneğin, ana metal sağlam kalırken titanyum plakalar üzerindeki alüminyum perçinler bozulur.

Korozyon görünmez bir şekilde yüzeyin altına yayılarak delaminasyon yaratabilir. Kristaller arası – yapı bozulur, parça iç bağlarını kaybederek gücünü kaybeder. Nem, iki eşleşen parça arasındaki boşluğa girerek çatlak korozyonu için gerekli koşulları oluşturur. Derinlerde çukurlaşma hasarı delikler oluşturabilir.

Tüm korozyon türleri, oluşumları için ön koşullar incelenir, yüzeyi dış ortamla metal temasından korumak için tüm yeni yöntemler icat edilir.

Korozyon oranını azaltma yolları

Metalleri daha dayanıklı hale getirmenin en etkili yolu, malzemenin özelliklerini değiştiren ligandlar eklemektir. Bu, özel paslanmaz çelikler ve diğer alaşımları oluşturur.

Bireysel koruma türleri kullanılır:

1. Pasif;

2. Aktif;

3. Yapısal.

Amaç yüzeyi pasif olarak korumaksa, çeşitli kaplama türleri kullanılabilir. Farklı kalınlıklarda ve amaçlarda geçirimsiz bir film oluştururlar.

Metalik olmayan kaplamalar:

1. Kimyasal koruma– Nitrürleme, fosfatlama – korozyon inhibitörlerinin uygulanması ve ardından sabitleme.

2. Boya kaplamalarının uygulanması.

3. Polimer toz boya.

Yukarıdaki kaplama yöntemleri sadece yüzeyde çatlak veya dökülme olmadığı sürece etkilidir. Sistematik yenileme gerektirirler, erişilemeyen ortamlarda uygulanmazlar.

Bir yüzeye yeni bir kaplama uygulanmadan önce, eski kaplama kaldırılmalıdır. metal boya kalıntılarından, pas izlerinden temizlenir, yağdan arındırılır, astarlanır. Süreç yoğun emek gerektirir.

Aktif korozyon kontrolü, nemli bir ortamda galvanik çiftlerde meydana gelen elektrokimyasal bozulmayı sağlar. Bu durumda, elektrikli sıcak su kazanlarında olduğu gibi, tahrip edici metal olarak bir kurban anot kullanılır. Yapıya bir elektrik alanı uygulanarak yapı metalinin elektrot potansiyeli artırılabilir.

Yapıcı yol – antagonist metaller arasında yalıtkan pedler yapılır; nötr alaşımlar kullanılır.

Metalik olmayan metal yüzey kaplama türleri

Genel teknik ve özel uygulamalar için çok sayıda bileşik ve kimyasal koruma yöntemi kullanılmaktadır. Bu grupta astarlar, dolgular, vernikler ve boyalar yer almaktadır.

Koruma türleri:

1. Silikat emayeleragresif ortamlarda yüksek sıcaklıkta çalışabilir. Ayna filmi yüzeyi çok iyi korur, ancak şok yük uygulandığında film çatlar ve sızdırmazlık bozulur.

2. Polimerik filmler, Sıvı IMS polistiren, polipropilen, floroplastik, epoksi reçinelerin daldırılması, vortekslenmesi ve gaz-termal püskürtülmesi ile oluşturulur. Olası bir sürtünme önleyici etkiye sahip ince bir film oluşur.

3. parçaları çinko ve fosfor tuzları çözeltisinde fosfatlayaraksıcak tuzlu su çözeltilerine dayanıklı bir film üretir.

4. HumirovaniÇinko reçinelere, katı ve sıvı yağlara karşı hassastır. Kauçuk kaplama dayanıklı değildir, birkaç yıl kullanımdan sonra değiştirilmesi gerekir.

5. Oksitleyici.‘Yağlı’ mavimsi dökümlü mavimsi çelik, içinden elektrik akımı geçirildiğinde özel bir alkali işlemi ile üretilir. 1,5 mikron kalınlığındaki yüzey, parçanın ömrü boyunca korozyon koruması sağlar.

Elektrokaplama türleri

Elektrokaplama, elektrolit ve doğru akım kullanımına dayanır. Elektrolit – krom kaplama, galvanizleme veya nikel kaplama için bir çözelti. Kullanılan elektrotlardan biri, düzgün bir kaplama tabakasının uygulandığı bir parçadır. Süreç, birçok faktöre ve gerekli koruyucu kaplamanın kalınlığına bağlı olarak karmaşıktır. Demir ve demir dışı metallerin yüzeylerine uygulanır. Eloksal, çeşitli kalınlık ve yapılarda koruyucu bir tabaka sağlar – gözenekli, sünek, sert.

Teknikler geliştirilmiştir:

1. Kimyasal ve elektrolitik nikel kaplama;

2. Nikel elektrokaplama;

3. Alüminyum ve alaşımlarının eloksallanması;

4. Çinko kaplama;

5. Bakır kaplama;

6. Kimyasal pasivasyon;

7. Elektrolitik parlatma;

8. Çok katmanlı kaplamalar.

Şimdi bu elektrokaplama işlemlerinden bazılarına göz atalım.

Alüminyum kaplama

Alüminyum ve alaşımlarının eloksalla kaplanması, hafif bir metal üzerinde benzersiz özellikler elde etmenin yaygın bir yoludur. Bu malzemeden yapılmış bir Glock tabanca, bir aydan uzun süre deniz suyuna batırıldıktan sonra servis edilebilirliğini kaybetmez.

Eloksal, paslanmaz çelik, plastik ve çeşitli yüzey dokularını taklit eden bir yüzey kalitesi elde etmek için kullanılabilir. Elektrokaplamanın bir çeşidi olan emülsifikasyon, yüksek mukavemetli mat veya şeffaf bir koruyucu film oluşturur.

Çinko kaplama

Çinko kaplama katot üzerinde gerçekleşir, koruyucu kaplama hasar gördükten sonra bile yüzey özelliklerinin korunması ile karakterize edilir ve paslanmayı önler. Ancak çinko reçinelere, katı ve sıvı yağlara karşı hassastır.

Elektroliz işlemi, alkali veya zayıf asidik elektrolit içeren bir banyoda gerçekleşir. Alkali işlem karmaşık şekilli parçalar için uygundur; asidik işlem krom kaplamayı taklit eden dekoratif bir tabaka oluşturur. Kısa süreli pasivasyon yüzeyi atmosferik oksijenden korur.

Galvanik bir banyoya nikel elektrolit dökülürse, yağ üretimi ve ahşap işleme ekipmanlarına dayanıklı bir kaplama uygulanabilir.

Kasa sertleştirme

Karbürleme kullanılarak nikel kaplanması paslanmaz ve demirli çelikler için kullanışlıdır. Alaşımlama aşınma direncini artırır. Siyah çelikte sadece gözenekler değil, taneler arası boşluklar da kapanır, bu da iki katmanlı kaplamanın korozyon direncini artırır.

Sementasyon, ilk elektrokaplama elektrokaplama olarak adlandırılır çünkü sıvı elektrolit dışarı sıkılır. Film daha sonra karmaşık şekilli alüminyum parçalar üzerinde soyulmaz. Kimyasal veya elektrokimyasal nikel kaplamanın ana katmanının altında koruyucu bir alt tabaka oluşturulur.

Akımsız nikel kaplamanın özellikleri

Çimentolama veya bakır kaplamadan sonra akımsız nikel kaplama, %10 fosfor tuzları ilavesi sayesinde ürünü termal korozyona karşı korur. Ancak kaplamanın direnci fosfor ve bor ilavesiyle artırılabilir. Daha sonra artan yüzey mukavemeti, malzemenin krank milleri, piston pimleri, silindirler için kullanılmasına izin verir. Kimyasal nikel kaplama, elektrolitik nikel kaplamadan çok daha pahalıdır.

Kimyasal pasivasyon

Yüzey koruması olmayan paslanmaz çelikler bile çukurlaşmaya maruz kalabilir. Kimyasal pasivasyon ayrıca galvanik banyoda da gerçekleşir. Kullanılan elektrolitler nitrat ortamında kromatlar ve molibdatlardır, bunların hepsi metali dış saldırılardan koruyan güçlü oksitleyici maddelerdir.

Yüzeyde oluşan oksit filmi suda çözünmez. Uzun süreli etki için film korunur – yüzey korozyon önleyicilerle verniklenir. Pirincin kimyasal pasivasyonu ona sadece koruyucu, dekoratif bir nitelik kazandırmaz.

Hangi metal koruma yönteminin seçileceği uygulamaya bağlıdır.

Yapıları paslanmaya karşı korumak için teknik önlemler

Korozyon, metal parçalar inert gazla dolu bir odaya yerleştirilerek tamamen bastırılabilir. Pratikte bu mümkün değildir. Bu nedenle, zarar verici faktörleri ortadan kaldırarak korozyon önleme yöntemleri kullanılır.

Buhar kazanları oksijen ve karbondioksiti gideren havası alınmış su kullanır, bu da buhar hatlarında ve kolektör borularında çukurlaşmaya neden olur. Sertlik tuzlarını ve klorürleri giderir.

Sondaj platformlarının, gömülü boru hatlarının ve yapıların elektrokimyasal koruması. Bir DC devresine katot olarak bağlanırlar. İnert yardımcı elektrotlar anot görevi görür. Bu korumaya koruyucu koruma denir.

Uzmanlar, yerdeki kamu hizmetlerinin tahrip edilmesine karşı en karmaşık önlemler dizisini göz önünde bulundurur. Toprak korozyonu hem değişken hem de sinsidir. Elektrokimyasal koruma, zeminin özelliğini ve nemini dikkate alarak katodik veya anodik bir bozulma yaratır.

Gömülü uygulamalarda, bantlar, eriyikler ve emayeler şeklinde mastikler veya polimerler ile dayanıklı yüzey kaplamaları kullanılır. 3-9 mm kalınlığında bitüm kaplama etkilidir.

Onlarca veya yüzlerce kilometre boyunca uzanan boru hatları eşit asitlikte bir yatak üzerine döşenir. Galvanik buharları önlemek için kum yatağı veya asidik alanların kireçlenmesi kullanılır. Katodik koruma istasyonları boru hattının tüm uzunluğu boyunca kurulur.

Sonuç

Metal korozyonu durdurulamaz, ancak etkileri bir dizi teknik yöntemle azaltılabilir. Koruma olmadan metal hızla bozulacak ve feci sonuçlar doğuracaktır.