Προκαλούν χημική διάβρωση του μετάλλου. Μέτρα κατά της γήρανσης

Διάβρωση- Πρόκειται για την καταστροφή των στερεών που προκαλούνται από χημικές και ηλεκτροχημικές διεργασίες που αναπτύσσονται στην επιφάνεια του σώματος κατά την αλληλεπίδρασή του με το εξωτερικό περιβάλλον. Η διάβρωση των μετάλλων είναι ιδιαίτερα επιζήμια. Η πιο κοινή και πιο γνωστή μορφή διάβρωσης σε όλους μας είναι η σκουριά σιδήρου. Ο όρος "διάβρωση" ισχύει για μέταλλα, σκυρόδεμα, μερικά πλαστικά και άλλα υλικά. Η διάβρωση είναι η φυσική και χημική αλληλεπίδραση ενός μετάλλου με ένα μέσο, ​​που οδηγεί στην καταστροφή του μετάλλου.

Είναι δύσκολο να ληφθούν υπόψη οι υψηλότερες έμμεσες απώλειες από τον χρόνο διακοπής λειτουργίας και η μειωμένη παραγωγικότητα του εξοπλισμού που υποβάλλεται σε διάβρωση, από τη διακοπή της κανονικής πορείας των τεχνολογικών διεργασιών, από ατυχήματα που προκαλούνται από μείωση της αντοχής των μεταλλικών κατασκευών κλπ. Μια ακριβής εκτίμηση η βλάβη από τη διάβρωση σιδήρου και χάλυβα είναι, φυσικά, αδύνατη. Ωστόσο, με βάση ορισμένα από τα διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με τον μέσο ετήσιο όγκο αντικατάστασης κυματοειδών μεταλλικών οροφών, συρμάτων, αγωγών, αμαξιδίων από χάλυβα και άλλων διαβρωμένων αντικειμένων από σίδηρο και χάλυβα, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι λόγω ανεπαρκούς προστασίας, το ετήσιο κόστος αντικατάστασης μπορεί κατά μέσο όρο φθάνουν το 2 τοις εκατό του συνολικού όγκου χάλυβα που χρησιμοποιείται.

Σχετικά με τη διάβρωση μετάλλων

Οι έννοιες «διάβρωση» και «σκουριά» δεν πρέπει να συγχέονται. Εάν η διάβρωση είναι μια διαδικασία, τότε η σκουριά είναι ένα από τα αποτελέσματά της. Αυτή η λέξη ισχύει μόνο για το σίδηρο, το οποίο είναι μέρος χάλυβα και χυτοσιδήρου. Σε όσα ακολουθούν, ο όρος "διάβρωση" θα σημαίνει τη διάβρωση των μετάλλων. Σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο ISO 8044, η διάβρωση νοείται ως φυσικοχημική ή χημική αλληλεπίδραση μεταξύ μετάλλου (κράματος) και μέσου, που οδηγεί σε επιδείνωση των λειτουργικών ιδιοτήτων του μετάλλου (κράματος), του μέσου ή του τεχνικού συστήματος που περιλαμβάνει τους. Η σκουριά είναι ένα στρώμα μερικώς ενυδατωμένων οξειδίων σιδήρου που σχηματίζεται στην επιφάνεια του σιδήρου και ορισμένων κραμάτων του ως αποτέλεσμα της διάβρωσης.

Εκτός από τη διάβρωση, οι μεταλλικές (ιδίως, κτιριακές) κατασκευές εκτίθενται σε διάβρωση - καταστροφή της επιφάνειας του υλικού υπό την επίδραση μηχανικής καταπόνησης. Η διάβρωση προκαλείται από βροχές, ανέμους, σκόνη άμμου και άλλους φυσικούς παράγοντες.
Η ιδανική προστασία από τη διάβρωση κατά 80% εξασφαλίζεται από τη σωστή προετοιμασία της επιφάνειας για βαφή και μόνο 20% από την ποιότητα των χρησιμοποιημένων χρωμάτων και βερνικιών και τη μέθοδο εφαρμογής τους (ISO).

Διαδικασία διάβρωσης

Η διάβρωση των μετάλλων είναι η αυθόρμητη καταστροφή των μετάλλων λόγω χημικής ή ηλεκτροχημικής αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον.

Το περιβάλλον στο οποίο το μέταλλο διαβρώνεται (διαβρώνεται) ονομάζεται διαβρωτικό ή διαβρωτικό περιβάλλον. Στην περίπτωση των μετάλλων, μιλώντας για τη διάβρωσή τους, εννοούν την ανεπιθύμητη διαδικασία αλληλεπίδρασης του μετάλλου με το περιβάλλον.

Στάδια διαδικασίας διάβρωσης:

• παροχή διαβρωτικού μέσου στην μεταλλική επιφάνεια ·
• αλληλεπίδραση του περιβάλλοντος με το μέταλλο.
• πλήρη ή μερική αφαίρεση προϊόντων από τη μεταλλική επιφάνεια.

Ταξινόμηση διαδικασιών διάβρωσης

Από τη φύση της καταστροφής, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι διάβρωσης:

Χημική διάβρωσηΕίναι μια διαδικασία κατά την οποία η οξείδωση του μετάλλου και η μείωση του οξειδωτικού συστατικού του μέσου συμβαίνουν σε μία πράξη.
Η χημική διάβρωση είναι δυνατή σε οποιοδήποτε διαβρωτικό περιβάλλον, αλλά συχνότερα συμβαίνει σε περιπτώσεις όπου το διαβρωτικό περιβάλλον δεν είναι ηλεκτρολύτης (διάβρωση αερίων, διάβρωση σε μη ηλεκτρικά αγώγιμα οργανικά υγρά).

Ηλεκτροχημική διάβρωση- αυτή είναι η καταστροφή των μετάλλων λόγω της ηλεκτροχημικής τους αλληλεπίδρασης με ένα ηλεκτρολυτικά αγώγιμο μέσο, ​​στο οποίο ο ιονισμός των ατόμων μετάλλων και η μείωση του οξειδωτικού συστατικού του μέσου συμβαίνουν σε περισσότερες από μία πράξεις και οι ρυθμοί τους εξαρτώνται από την τιμή του δυναμικό ηλεκτροδίων του μετάλλου. Αυτός ο τύπος διάβρωσης είναι ο πιο συνηθισμένος. Κατά τη διάρκεια της ηλεκτροχημικής διάβρωσης, ο χημικός μετασχηματισμός μιας ουσίας συνοδεύεται από απελευθέρωση ηλεκτρικής ενέργειας με τη μορφή συνεχούς ρεύματος.

Βιοχημική διάβρωση- στην περίπτωση που η διάβρωση του μετάλλου στο θαλασσινό νερό ενισχύεται από τη ρύπανση της επιφάνειας από θαλάσσιους οργανισμούς.
Ηλεκτροδιαβρωτική- αυξημένη διάβρωση κάτω από τη δράση της ανοδικής πόλωσης που προκαλείται από ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης στην επιφάνεια, παρουσία αδέσποτων ρευμάτων στην περιοχή του νερού).

Ανά τύπο διαβρωτικού περιβάλλοντος

Ορισμένα διαβρωτικά περιβάλλοντα και η καταστροφή που προκαλούν είναι τόσο χαρακτηριστικά που οι διαβρωτικές διαδικασίες που συμβαίνουν σε αυτά ταξινομούνται με το όνομα αυτών των περιβαλλόντων.
Κατά κανόνα, τα μεταλλικά προϊόντα και οι δομές εκτίθενται σε πολλούς τύπους διάβρωσης - σε αυτές τις περιπτώσεις, μιλούν για τη δράση της λεγόμενης μικτής διάβρωσης.

Διάβρωση αερίου- διάβρωση σε αέριο περιβάλλον σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ατμοσφαιρική διάβρωση- διάβρωση μετάλλων υπό ατμοσφαιρικές συνθήκες σε υγρασία επαρκή για το σχηματισμό μεμβράνης ηλεκτρολυτών στην επιφάνεια του μετάλλου (ειδικά παρουσία επιθετικών αερίων ή αερολυμάτων οξέων, αλάτων κ.λπ.). Ένα χαρακτηριστικό της ατμοσφαιρικής διάβρωσης είναι η ισχυρή εξάρτηση του ρυθμού και του μηχανισμού του από το πάχος του στρώματος υγρασίας στην μεταλλική επιφάνεια ή το βαθμό υγρασίας των σχηματισμένων προϊόντων διάβρωσης.

Υγρή διάβρωση- διάβρωση σε υγρά μέσα.

Υπόγεια διάβρωση- διάβρωση μετάλλου σε εδάφη και εδάφη. Χαρακτηριστικό γνώρισμα της υπόγειας διάβρωσης είναι η μεγάλη διαφορά στο ρυθμό παροχής οξυγόνου στην επιφάνεια των υπόγειων κατασκευών σε διαφορετικά εδάφη (δεκάδες χιλιάδες φορές).

Από τη φύση της καταστροφής, διακρίνεται η διάβρωση

Στερεός- Καλύπτει ολόκληρη την μεταλλική επιφάνεια
Τοπικός- Καλύπτει συγκεκριμένες περιοχές διάβρωσης
Στολή- Ροή με την ίδια περίπου ταχύτητα σε όλη την επιφάνεια
Σημείο (λάκκος)- Με τη μορφή μεμονωμένων σημείων με διάμετρο έως 2 mm
Ελκωτικός- Με τη μορφή ελκών με διάμετρο 2 έως 50 mm
Σημεία- Με τη μορφή κηλίδων με διάμετρο μεγαλύτερη από 50 mm και βάθος 2 mm
Υπόγειο- Προκαλεί αποκόλληση μετάλλων και διόγκωση των στρωμάτων
Υποφίλμ- Διαρροές κάτω από προστατευτική μεταλλική επίστρωση
Διακρυσταλλική- Με τη μορφή καταστροφής των ορίων των κόκκων
Επιλεκτικό (επιλεκτικό)- Με τη μορφή διάλυσης μεμονωμένων συστατικών κραμάτων
Ρωγμή- Αναπτύσσεται σε σχισμές και στενά κενά

Η διάβρωση των μετάλλων μπορεί να εκδηλωθεί με διάφορες μορφές, οι κυριότερες από τις οποίες είναι:

1. Γενική διάβρωση, γνωστή και ως ομοιόμορφη διάβρωση. Η γενική διάβρωση είναι ο πιο κοινός τύπος αποικοδόμησης μετάλλων και προκαλείται από χημικές ή ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Η γενική διάβρωση υποβαθμίζει ολόκληρη τη μεταλλική επιφάνεια, αλλά θεωρείται μία από τις ασφαλέστερες μορφές διάβρωσης επειδή είναι προβλέψιμη και διαχειρίσιμη.

2. Εντοπισμένη (εντοπισμένη) διάβρωση. Σε αντίθεση με τη γενική διάβρωση, αυτός ο τύπος διάβρωσης εστιάζεται σε μία περιοχή της μεταλλικής κατασκευής.

Η τοπική διάβρωση ταξινομείται σε τρεις τύπους:

2.1 Σκάσιμο: Διάβρωση με τη μορφή μικρής οπής ή κοιλότητας σε μέταλλο. Εμφανίζεται, κατά κανόνα, ως αποτέλεσμα της απαξίωσης μιας μικρής περιοχής της επιφάνειας. Η πληγείσα περιοχή γίνεται η άνοδος και κάποιο από το υπόλοιπο μέταλλο γίνεται η κάθοδος, με αποτέλεσμα τοπικές γαλβανικές αντιδράσεις. Αυτή η μορφή διάβρωσης είναι συχνά δύσκολο να εντοπιστεί λόγω του γεγονότος ότι η πληγείσα περιοχή είναι συνήθως σχετικά μικρή και μπορεί να κρυφτεί κάτω από την επιφάνεια.

2.2 Σκάσιμο: Όπως και η τρύπα, η διάβρωση των ρωγμών εντοπίζεται σε μια συγκεκριμένη θέση. Αυτός ο τύπος διάβρωσης συνδέεται συχνά με μια στάσιμη μικροζώνη επιθετικών μέσων, όπως κάτω από παρεμβύσματα, ροδέλες και σφιγκτήρες. Ένα όξινο περιβάλλον ή έλλειψη οξυγόνου σε στενές ρωγμές, μπορεί να οδηγήσει σε αυτόν τον τύπο διάβρωσης.

2.3 Filiform διάβρωση: Εμφανίζεται κάτω από βαμμένες ή μεταλλικές επιφάνειες όταν το νερό ή ένα υγρό περιβάλλον σπάσει την επικάλυψη. Η διάβρωση του σχήματος αρχίζει με μικρά ελαττώματα στην επικάλυψη και εξαπλώνεται σε πλάτος, προκαλώντας δομικές βλάβες.

3. Η ηλεκτροχημική διάβρωση ξεκινά όταν δύο διαφορετικά μέταλλα τοποθετούνται μαζί σε ένα διαβρωτικό περιβάλλον ηλεκτρολυτών. Ένα γαλβανικό ζεύγος σχηματίζεται μεταξύ των δύο μετάλλων, ένα από τα μέταλλα είναι η άνοδος και το άλλο είναι η κάθοδος. Σε αυτή την περίπτωση, τα μεταλλικά ιόντα μεταφέρονται από το ανοδιωμένο υλικό στο μέταλλο καθόδου.

Παρουσία ηλεκτροχημικού φαινομένου, το τμήμα της ανόδου καταστρέφεται πολύ πιο έντονα από το καθοδικό. Χωρίς ροή φορτισμένων σωματιδίων, και τα δύο μέταλλα διαβρώνονται με τον ίδιο τρόπο. Για να υπάρχει γαλβανική διάβρωση, είναι απαραίτητες τρεις συνθήκες: ηλεκτροχημικά ανόμοια μέταλλα, άμεση επαφή αυτών των μετάλλων και η επίδραση ενός ηλεκτρολύτη.

4. Η καταστροφή του μετάλλου από την επίδραση του περιβάλλοντος μπορεί να είναι αποτέλεσμα συνδυασμού περιβαλλοντικών συνθηκών που επηρεάζουν το υλικό ή από έναν από τους παράγοντες. Η χημική προσβολή, η θερμοκρασία και οι συνθήκες που σχετίζονται με τη μηχανική καταπόνηση (ειδικά οι δυνάμεις εφελκυσμού) μπορούν να οδηγήσουν στους ακόλουθους τύπους διάβρωσης: ρωγμές διάβρωσης λόγω τάσης, ρωγμές διάβρωσης λόγω τάσης, ρωγμές υδρογόνου, ευθραυστότητα υγρού μετάλλου σε επαφή με υγρό μέταλλο.

5. Η διαβρωτική φθορά εμφανίζεται όταν εκτίθεται σε επιθετικά σωματίδια και ροή του μέσου, σπηλαίωση, με αποτέλεσμα το προστατευτικό στρώμα οξειδίου στην μεταλλική επιφάνεια να αφαιρείται συνεχώς και το βασικό μέταλλο να διαβρώνεται.

6. Η μεσοκοκκική διάβρωση είναι μια χημική ή ηλεκτροχημική καταστροφή στα όρια μεταλλικών κόκκων. Αυτό το φαινόμενο οφείλεται συχνά σε ακαθαρσίες στο μέταλλο, οι οποίες τείνουν να συγκεντρώνονται στα όρια των κόκκων.

7. Η επιλεκτική έκπλυση (ή διάσπαση κράματος) είναι η διάβρωση ενός από τα στοιχεία του κράματος. Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι η έκπλυση ψευδαργύρου από ορείχαλκο. Η διάβρωση έχει ως αποτέλεσμα τον πορώδη χαλκό.

8. Η τριβή λόγω τριβής εμφανίζεται ως αποτέλεσμα φθοράς ή / και κραδασμών σε ανώμαλες, τραχιές επιφάνειες. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται κοιλότητες και αυλακώσεις στην επιφάνεια. Η διάβρωση με τριβή είναι συχνή όταν τα μέρη του μηχανήματος περιστρέφονται, σε βιδωτά συγκροτήματα και ρουλεμάν και σε επιφάνειες που υπόκεινται σε κραδασμούς κατά τη μεταφορά.

9. Η διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες εμφανίζεται συχνότερα σε αεριοστρόβιλους, κινητήρες ντίζελ και άλλα μηχανήματα που περιέχουν βανάδιο ή θειικά άλατα, τα οποία μπορούν να σχηματίσουν ενώσεις με χαμηλό σημείο τήξης όταν καίγονται. Αυτές οι ενώσεις είναι ιδιαίτερα διαβρωτικές για κράματα μετάλλων, συμπεριλαμβανομένων των ανοξείδωτων χάλυβων.

Η διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες μπορεί επίσης να συμβεί σε υψηλές θερμοκρασίες ως αποτέλεσμα οξείδωσης, θειώσεως και ανθρακώσεως του μετάλλου.

Υπουργείο Παιδείας της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Κρατικό Οικονομικό Πανεπιστήμιο Ειρηνικού

ΕΚΘΕΣΗ ΙΔΕΩΝ

Πειθαρχία: Χημεία

Θέμα: Διάβρωση μετάλλων

Ολοκληρώθηκε το:

Μαθητής ομάδας 69

Krivitskaya Evgeniya

Εύρημα

Διάβρωση μη μεταλλικών υλικών

Καθώς οι συνθήκες λειτουργίας γίνονται πιο σοβαρές (αύξηση θερμοκρασίας, μηχανική καταπόνηση, επιθετικότητα του περιβάλλοντος κ.λπ.), τα μη μεταλλικά υλικά εκτίθενται στη δράση του περιβάλλοντος. Σε σχέση με αυτό, ο όρος "διάβρωση" άρχισε να εφαρμόζεται σε σχέση με αυτά τα υλικά, για παράδειγμα, "διάβρωση σκυροδέματος και οπλισμένου σκυροδέματος", "διάβρωση πλαστικών και ελαστικών". Αυτό αναφέρεται στην καταστροφή και απώλεια λειτουργικών ιδιοτήτων τους ως αποτέλεσμα χημικής ή φυσικοχημικής αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον. Αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι μηχανισμοί και η κινητική των διαδικασιών για μη μέταλλα και μέταλλα θα είναι διαφορετικοί.

Διάβρωση μετάλλων

Ο σχηματισμός γαλβανικών ζευγών χρησιμοποιείται ως πλεονέκτημα στη δημιουργία μπαταριών και συσσωρευτών. Από την άλλη πλευρά, ο σχηματισμός ενός τέτοιου ζεύγους οδηγεί σε μια δυσμενή διαδικασία, θύμα της οποίας γίνεται ένας αριθμός μετάλλων - διάβρωση. Ως διάβρωση νοείται η ηλεκτροχημική ή χημική καταστροφή ενός μεταλλικού υλικού που συμβαίνει στην επιφάνεια. Τις περισσότερες φορές, κατά τη διάβρωση, το μέταλλο οξειδώνεται με το σχηματισμό ιόντων μετάλλων, τα οποία, κατά τη διάρκεια περαιτέρω μετασχηματισμών, δίνουν διάφορα προϊόντα διάβρωσης. Η διάβρωση μπορεί να προκληθεί τόσο από χημικές όσο και από ηλεκτροχημικές διεργασίες. Κατά συνέπεια, γίνεται διάκριση μεταξύ χημικής και ηλεκτροχημικής διάβρωσης μετάλλων.

Χημική διάβρωση

Η χημική διάβρωση είναι η αλληλεπίδραση μιας μεταλλικής επιφάνειας με (διάβρωση ενεργόςπεριβάλλον), που δεν συνοδεύεται από την εμφάνιση ηλεκτροχημικών διεργασιών στο όριο φάσης. Σε αυτή την περίπτωση αλληλεπίδρασης, η οξείδωση του μετάλλου και η μείωση του οξειδωτικού συστατικού του διαβρωτικού μέσου προχωρούν σε μία πράξη. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός κλίμακας κατά την αλληλεπίδραση υλικών με βάση το σίδηρο σε υψηλές θερμοκρασίες με οξυγόνο:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Κατά τη διάρκεια της ηλεκτροχημικής διάβρωσης, ο ιονισμός των ατόμων μετάλλων και η μείωση του οξειδωτικού συστατικού του διαβρωτικού μέσου δεν πραγματοποιούνται με μία πράξη και οι ρυθμοί τους εξαρτώνται από το δυναμικό ηλεκτροδίων του μετάλλου (για παράδειγμα, σκουριά χάλυβα στο θαλασσινό νερό).

Ηλεκτροχημική διάβρωση

Η καταστροφή του μετάλλου υπό την επίδραση γαλβανικών κυττάρων που προκύπτουν σε διαβρωτικό περιβάλλον ονομάζεται ηλεκτροχημική διάβρωση. Δεν πρέπει να συγχέεται με τη διάβρωση με ηλεκτροχημική διάβρωση ενός ομοιογενούς υλικού όπως σκουριά σιδήρου ή παρόμοια. Η ηλεκτροχημική διάβρωση (η πιο κοινή μορφή διάβρωσης) απαιτεί πάντα την παρουσία ενός ηλεκτρολύτη (συμπύκνωμα, νερό της βροχής κ.λπ.) με το οποίο έρχονται σε επαφή τα ηλεκτρόδια - είτε διαφορετικά στοιχεία της δομής του υλικού, είτε δύο διαφορετικά υλικά επαφής με διαφορετικές οξειδοαναγωγικές δυνατότητες Ε Εάν ιόντα αλάτων, οξέων ή παρόμοια διαλύονται στο νερό, η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αυξάνεται και ο ρυθμός της διαδικασίας αυξάνεται.

Διαβρωτικό στοιχείο

Όταν δύο μέταλλα με διαφορετικά δυναμικά οξειδοαναγωγής έρχονται σε επαφή και βυθίζονται σε διάλυμα ηλεκτρολύτη, για παράδειγμα νερό της βροχής με διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα CO 2, σχηματίζεται ένα γαλβανικό κύτταρο, το λεγόμενο κύτταρο διάβρωσης. Δεν είναι άλλο από ένα κλειστό γαλβανικό κελί. Διαλύει αργά ένα μεταλλικό υλικό με χαμηλότερο δυναμικό οξειδοαναγωγής. το δεύτερο ηλεκτρόδιο σε ένα ζεύγος είναι γενικά μη διαβρωτικό. Αυτός ο τύπος διάβρωσης είναι ιδιαίτερα συνηθισμένος σε μέταλλα με υψηλές αρνητικές δυνατότητες. Έτσι, μια πολύ μικρή ποσότητα ακαθαρσίας στην επιφάνεια ενός μετάλλου με υψηλό δυναμικό οξειδοαναγωγής είναι ήδη επαρκής για την εμφάνιση ενός διαβρωτικού στοιχείου. Ιδιαίτερα σε κίνδυνο είναι τα μεταλλικά σημεία επαφής με διαφορετικές δυνατότητες, όπως συγκολλήσεις ή πριτσίνια.

Εάν το ηλεκτρόδιο διάλυσης είναι ανθεκτικό στη διάβρωση, η διαδικασία διάβρωσης επιβραδύνεται. Αυτή είναι η βάση, για παράδειγμα, της προστασίας των προϊόντων σιδήρου από τη διάβρωση με κασσίτερο ή γαλβανισμό - ο κασσίτερος ή ο ψευδάργυρος έχουν πιο αρνητικές δυνατότητες από τον σίδηρο, επομένως, σε ένα τέτοιο ζεύγος, ο σίδηρος μειώνεται και ο κασσίτερος ή ο ψευδάργυρος πρέπει να διαβρωθούν. Ωστόσο, λόγω του σχηματισμού μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνεια κασσίτερου ή ψευδαργύρου, η διαδικασία διάβρωσης επιβραδύνεται πολύ.

Διάβρωση υδρογόνου και οξυγόνου

Εάν συμβεί η μείωση των ιόντων H3O + ή H2O νερού, μιλούν για διάβρωση υδρογόνου ή διάβρωση με αποπόλωση υδρογόνου. Η ανάκτηση ιόντων πραγματοποιείται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

2Η 3Ο + + 2ε - → 2Η 2Ο + Η2

2H 2 O + 2e - → 2OH - + H 2

Εάν το υδρογόνο δεν εξελίσσεται, το οποίο συμβαίνει συχνά σε ουδέτερο ή έντονα αλκαλικό περιβάλλον, το οξυγόνο μειώνεται και εδώ μιλούν για διάβρωση οξυγόνου ή διάβρωση με αποπόλωση οξυγόνου:

O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

Ένα διαβρωτικό στοιχείο δεν μπορεί να σχηματιστεί μόνο όταν έρχονται σε επαφή δύο διαφορετικά μέταλλα. Ένα διαβρωτικό στοιχείο σχηματίζεται επίσης στην περίπτωση ενός μόνο μετάλλου, εάν, για παράδειγμα, η δομή της επιφάνειας δεν είναι ομοιόμορφη.

Έλεγχος διάβρωσης

Η διάβρωση προκαλεί απώλειες δισεκατομμυρίων δολαρίων κάθε χρόνο και η επίλυση αυτού του προβλήματος είναι ένα σημαντικό έργο. Η κύρια ζημιά που προκαλείται από τη διάβρωση δεν έγκειται στην απώλεια μετάλλου, αλλά στο τεράστιο κόστος των προϊόντων που καταστρέφονται από τη διάβρωση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ετήσιες απώλειες από αυτό στις βιομηχανικές χώρες είναι τόσο μεγάλες. Οι πραγματικές απώλειες από αυτόν δεν μπορούν να προσδιοριστούν με την εκτίμηση μόνο των άμεσων απωλειών, οι οποίες περιλαμβάνουν το κόστος μιας κατεστραμμένης κατασκευής, το κόστος αντικατάστασης του εξοπλισμού και το κόστος των μέτρων προστασίας από τη διάβρωση. Οι έμμεσες απώλειες είναι ακόμη πιο επιζήμιες. Αυτοί είναι χρόνοι διακοπής λειτουργίας εξοπλισμού κατά την αντικατάσταση διαβρωμένων εξαρτημάτων και συγκροτημάτων, διαρροή προϊόντων, διακοπή των τεχνολογικών διαδικασιών.

Η ιδανική προστασία από τη διάβρωση εξασφαλίζεται κατά 80% με σωστή προετοιμασία επιφάνειας και μόνο με 20% από την ποιότητα των χρησιμοποιημένων χρωμάτων και βερνικιών και τη μέθοδο εφαρμογής τους. ... Η πιο παραγωγική και αποτελεσματική μέθοδος προετοιμασίας επιφάνειας πριν την περαιτέρω προστασία του υποστρώματος είναι λειαντική ανατίναξη .

Συνήθως υπάρχουν τρεις τομείς μεθόδων προστασίας από τη διάβρωση:

1. Δομικά

2. Ενεργός

3. Παθητικός

Για την αποφυγή διάβρωσης, χρησιμοποιούν ανοξείδωτους χάλυβες , χάλυβες corten , μη σιδηρούχα μέταλλα .

Ως προστασία από τη διάβρωση, η εφαρμογή οποιουδήποτε καλύμματαπου εμποδίζει το σχηματισμό διαβρωτικού στοιχείου (παθητική μέθοδος).

Γαλβανισμένος σίδηρος οξυγόνου διάβρωση

Διάβρωση οξυγόνου από κασσίτερο

Οι επικαλύψεις χρωμάτων, ρητίνης και σμάλτου πρέπει, κυρίως, να εμποδίζουν την πρόσβαση οξυγόνου και υγρασίας. Η επίστρωση χρησιμοποιείται επίσης συχνά, για παράδειγμα, χάλυβας με άλλα μέταλλα όπως ψευδάργυρος, κασσίτερος, χρώμιο, νικέλιο. Η επίστρωση ψευδαργύρου προστατεύει το χάλυβα ακόμη και όταν η επίστρωση έχει καταστραφεί εν μέρει. Ο ψευδάργυρος έχει πιο αρνητικές δυνατότητες και είναι ο πρώτος που διαβρώνεται. Τα ιόντα Zn 2+ είναι τοξικά. Στην κατασκευή δοχείων, χρησιμοποιείται κασσίτερος καλυμμένος με ένα στρώμα κασσίτερου. Σε αντίθεση με το γαλβανισμένο λαμαρίνα, όταν το στρώμα του κασσίτερου καταστρέφεται, ο σίδηρος αρχίζει να διαβρώνεται, επιπλέον, εντατικά, αφού ο κασσίτερος έχει πιο θετικές δυνατότητες. Μια άλλη δυνατότητα προστασίας του μετάλλου από τη διάβρωση είναι η χρήση προστατευτικού ηλεκτροδίου με υψηλό αρνητικό δυναμικό, για παράδειγμα, κατασκευασμένο από ψευδάργυρο ή μαγνήσιο. Για αυτό, δημιουργείται ειδικά ένα διαβρωτικό στοιχείο. Το προστατευμένο μέταλλο λειτουργεί ως κάθοδος και αυτός ο τύπος προστασίας ονομάζεται καθοδική προστασία. Το διαλυτό ηλεκτρόδιο, αντίστοιχα, ονομάζεται άνοδος προστατευτικής προστασίας. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για την προστασία από τη διάβρωση πλοίων, γεφυρών, εγκαταστάσεων λεβήτων, σωλήνων που βρίσκονται υπόγεια. Για την προστασία του κύτους του πλοίου, πλάκες ψευδαργύρου είναι προσαρτημένες στην εξωτερική πλευρά του κύτους.

Αν συγκρίνουμε τις δυνατότητες ψευδαργύρου και μαγνησίου με σίδηρο, έχουν περισσότερες αρνητικές δυνατότητες. Παρ 'όλα αυτά, διαβρώνονται πιο αργά λόγω του σχηματισμού προστατευτικής μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνεια, η οποία προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω διάβρωση. Ο σχηματισμός μιας τέτοιας ταινίας ονομάζεται παθητικοποίηση μετάλλου. Στο αλουμίνιο, ενισχύεται με ανοδική οξείδωση (ανοδίωση). Όταν μια μικρή ποσότητα χρωμίου προστίθεται στο χάλυβα, σχηματίζεται ένα φιλμ οξειδίου στην μεταλλική επιφάνεια. Η περιεκτικότητα σε ανοξείδωτο ατσάλι σε χρώμιο είναι πάνω από 12 τοις εκατό.

Σύστημα ψυχρού γαλβανισμού

Το σύστημα ψυχρού γαλβανισμού έχει σχεδιαστεί για να ενισχύει τις αντιδιαβρωτικές ιδιότητες μιας πολύπλοκης επίστρωσης πολλαπλών στρωμάτων. Το σύστημα παρέχει πλήρη καθοδική (ή γαλβανική) προστασία των σιδερένιων επιφανειών από τη διάβρωση σε διάφορα επιθετικά περιβάλλοντα

Το σύστημα ψυχρού γαλβανισμού μπορεί να είναι ένα, δύο ή τρία πακέτα και περιλαμβάνει:

Συνδετικό - γνωστές συνθέσεις σε χλωριωμένο καουτσούκ, πυριτικό αιθυλεστέρα, πολυστυρόλιο, εποξυ, ουρεθάνη, αλκυδική (τροποποιημένη) βάση.

· Αντιδιαβρωτικό πληρωτικό - σκόνη ψευδαργύρου ("σκόνη ψευδαργύρου"), που περιέχει περισσότερο από 95% μεταλλικό ψευδάργυρο, με μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από 10 μικρά και ελάχιστη κατάσταση οξείδωσης.

Σκληρυντής (σε συστήματα δύο και τριών συσκευασιών)

Τα πακέτα ψυχρού γαλβανισμού μιας συσκευασίας παρέχονται έτοιμα προς χρήση και απαιτούν μόνο πλήρη ανάμιξη πριν από την εφαρμογή. Τα συστήματα δύο και τριών συσκευασιών μπορούν να διατίθενται σε πολλές συσκευασίες και απαιτούν πρόσθετες λειτουργίες για την προετοιμασία της σύνθεσης πριν από την εφαρμογή (μίγμα συνδετικού, πληρωτικό, σκληρυντικό).

Όλοι οι τύποι διάβρωσης εμφανίζονται για τον έναν ή τον άλλο λόγο. Το κλειδί τους θεωρείται η αστάθεια από την άποψη της θερμοδυναμικής των υλικών έως τις ενώσεις που υπάρχουν σε περιβάλλοντα εργασίας όπου λειτουργούν μεταλλικά προϊόντα.

1

Ως διάβρωση νοείται η καταστροφή υλικών που προκαλούνται από τη φυσικοχημική ή καθαρά χημική επίδραση του περιβάλλοντος. Πρώτα απ 'όλα, η διάβρωση χωρίζεται ανά τύπο σε ηλεκτροχημική και χημική, από τη φύση - σε τοπική και συνεχής.

Η τοπική διάβρωση είναι μαχαίρι, ενδοκοκκική, διαμέσου (μέσω της διάβρωσης είναι γνωστό στους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων που δεν παρακολουθούν την κατάσταση του αμαξώματος του οχήματός τους), λάκκο, υπόγεια, νηματώδης, ελκώδης. Εμφανίζεται επίσης εύθραυστο, ραγισμένο και λεκιασμένο. Η συνεχής οξείδωση μπορεί να είναι επιλεκτική, άνιση και ομοιόμορφη.

Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι διάβρωσης:

• βιολογικό - λόγω της δραστηριότητας των μικροοργανισμών.
• ατμοσφαιρική - καταστροφή υλικών υπό την επίδραση του αέρα.
• υγρό - οξείδωση μετάλλων σε μη ηλεκτρολύτες και ηλεκτρολύτες.
• επαφή - σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση μετάλλων με διαφορετικές τιμές σταθερών δυναμικών σε ένα ηλεκτρολυτικό μέσο.
• αέριο - καθίσταται δυνατή σε αυξημένες θερμοκρασίες σε αέριες ατμόσφαιρες.
• λευκό - συχνά βρίσκεται στην καθημερινή ζωή (σε αντικείμενα από γαλβανισμένο χάλυβα, σε καλοριφέρ).
• δομικά - αναφέρεται στην ετερογένεια των υλικών.
• σχισμή - εμφανίζεται αποκλειστικά σε σχισμές και κενά που υπάρχουν στα μεταλλικά προϊόντα.
• χώμα - παρατηρείται σε εδάφη και εδάφη.
• φρεσκάρισμα διάβρωσης - σχηματίζεται όταν δύο επιφάνειες κινούνται (ταλαντώνονται) σε σχέση μεταξύ τους.
• εξωτερικό ρεύμα - η καταστροφή της δομής που προκαλείται από την επίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύματος που προέρχεται από οποιαδήποτε εξωτερική πηγή.
• αδέσποτα ρεύματα.

Επιπλέον, υπάρχει η λεγόμενη διάβρωση διάβρωσης - σκουριά των μετάλλων κατά την τριβή, διάβρωση λόγω τάσης που προκαλείται από μηχανική καταπόνηση και επιρροή επιθετικού περιβάλλοντος, σπηλαίωση (διαδικασία διάβρωσης συν επαφή κρούσης της δομής με την εξωτερική ατμόσφαιρα). Δώσαμε τους κύριους τύπους διάβρωσης, μερικούς από τους οποίους θα συζητήσουμε λεπτομερέστερα παρακάτω.

2

Ένα παρόμοιο φαινόμενο καταγράφεται συνήθως με στενή αλληλεπίδραση (στενή επαφή) πλαστικού ή καουτσούκ με μέταλλο ή δύο μέταλλα. Η καταστροφή των υλικών σε αυτή την περίπτωση συμβαίνει στον τόπο επαφής τους λόγω τριβής που προκύπτει σε αυτήν την περιοχή, που προκαλείται από την επίδραση ενός διαβρωτικού περιβάλλοντος. Σε αυτή την περίπτωση, η δομή υπόκειται συνήθως σε σχετικά υψηλό φορτίο.

Τις περισσότερες φορές, η διάβρωση του φρεζαρίσματος επηρεάζει τους κινούμενους χαλύβδινους ή μεταλλικούς άξονες, τα έδρανα, μια ποικιλία βιδωτών, σπειροειδών, πριονωτών και κλειδωμένων αρμών, σχοινιών και καλωδίων (δηλαδή, εκείνα τα προϊόντα που αντιλαμβάνονται ορισμένες τάσεις κραδασμών, κραδασμών και περιστροφής).

Πράγματι, η διάβρωση του φρεζαρίσματος συμβαίνει λόγω της επίδρασης ενός ενεργού διαβρωτικού περιβάλλοντος σε συνδυασμό με τη μηχανική φθορά.

Ο μηχανισμός αυτής της διαδικασίας έχει ως εξής:

• προϊόντα διάβρωσης (φιλμ οξειδίου) εμφανίζονται στην επιφάνεια των υλικών επαφής υπό την επίδραση ενός διαβρωτικού περιβάλλοντος.
• το συγκεκριμένο φιλμ καταστρέφεται από τριβή και παραμένει μεταξύ των υλικών επαφής.

Με την πάροδο του χρόνου, η διαδικασία καταστροφής της μεμβράνης οξειδίου γίνεται όλο και πιο έντονη, η οποία συνήθως γίνεται η αιτία του σχηματισμού καταστροφής επαφής των μετάλλων. Η διάβρωση σκουπιδιών προχωρά με διαφορετικούς ρυθμούς, ο οποίος εξαρτάται από τον τύπο του διαβρωτικού περιβάλλοντος, τη δομή των υλικών και τα φορτία που επενεργούν σε αυτά και τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Εάν εμφανιστεί μια λευκή μεμβράνη στις επιφάνειες που έρχονται σε επαφή (παρατηρείται μια διαδικασία αποχρωματισμού του μετάλλου), είναι πιο συχνά η διαδικασία του φρεζαρίσματος.

Οι αρνητικές συνέπειες για τις μεταλλικές κατασκευές που προκαλούνται από τη διάβρωση του φρεζαρίσματος μπορούν να εξουδετερωθούν με τους ακόλουθους τρόπους:

• Η χρήση λιπαντικών παχύρρευστων συνθέσεων. Αυτή η τεχνική λειτουργεί εάν τα προϊόντα δεν υπόκεινται σε υπερβολικά φορτία. Πριν από την εφαρμογή του λιπαντικού, η μεταλλική επιφάνεια είναι κορεσμένη με φωσφορικά άλατα (ελαφρώς διαλυτά) από μαγγάνιο, ψευδάργυρο ή συνηθισμένο σίδηρο. Αυτή η μέθοδος προστασίας από τη διάβρωση του πτερυγίου θεωρείται προσωρινή. Παραμένει αποτελεσματική έως ότου η προστατευτική ένωση αφαιρεθεί εντελώς λόγω ολίσθησης. Παρεμπιπτόντως, τα λιπαντικά δεν χρησιμοποιούνται για την προστασία δομών από.
• Αρμόδια επιλογή υλικών για την κατασκευή δομών. Η διάβρωση με στρώματα είναι εξαιρετικά σπάνια όταν το αντικείμενο είναι κατασκευασμένο από σκληρά και μαλακά μέταλλα. Για παράδειγμα, συνιστάται η κάλυψη χαλύβδινων επιφανειών με ασήμι, κάδμιο, κασσίτερο, μόλυβδο.
• Χρήση πρόσθετων επιχρισμάτων με ειδικές ιδιότητες, παρεμβύσματα, κράματα κοβαλτίου, υλικά με χαμηλό συντελεστή τριβής.

Μερικές φορές η πρόβλεψη της διάβρωσης αποτρέπεται δημιουργώντας επιφάνειες επαφής με ελάχιστη ολίσθηση. Αλλά αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται πολύ σπάνια, λόγω της αντικειμενικής πολυπλοκότητας της εφαρμογής της.

3

Αυτός ο τύπος διαβρωτικής καταστροφής των υλικών νοείται ως η διάβρωση στην οποία εκτίθενται δομές και δομές που λειτουργούν στο ατμοσφαιρικό τμήμα του εδάφους. Η ατμοσφαιρική διάβρωση είναι υγρή, υγρή και ξηρή. Το τελευταίο από τα αναφερόμενα προχωρά σύμφωνα με το χημικό σχήμα, τα δύο πρώτα - σύμφωνα με το ηλεκτροχημικό.

Η ατμοσφαιρική διάβρωση υγρού τύπου καθίσταται δυνατή όταν υπάρχει λεπτή μεμβράνη υγρασίας στα μέταλλα (όχι περισσότερο από ένα μικρόμετρο). Συμπύκνωση υγρών σταγονιδίων συμβαίνει σε αυτό. Η διαδικασία συμπύκνωσης μπορεί να προχωρήσει σύμφωνα με το σχήμα προσρόφησης, χημικής ή τριχοειδούς.

Η ατμοσφαιρική διάβρωση ξηρού τύπου συμβαίνει χωρίς υγρή μεμβράνη στην μεταλλική επιφάνεια. Στα πρώτα στάδια, η καταστροφή του υλικού προχωρά αρκετά γρήγορα, αλλά στη συνέχεια ο ρυθμός σκουριάς επιβραδύνεται σημαντικά. Η ξηρή ατμοσφαιρική διάβρωση μπορεί επίσης να προχωρήσει πολύ πιο ενεργά εάν οι δομές επηρεαστούν από τυχόν αέριες ενώσεις που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα (θείο και άλλα αέρια).

Η υγρή ατμοσφαιρική διάβρωση συμβαίνει όταν η υγρασία του αέρα είναι 100%. Τυχόν αντικείμενα που λειτουργούν σε νερό ή εκτίθενται συνεχώς σε υγρασία (για παράδειγμα, διαβρεγμένα με νερό) είναι ευαίσθητα σε αυτό.

Η ατμοσφαιρική διάβρωση προκαλεί σοβαρές ζημιές σε μεταλλικές κατασκευές, επομένως, δημιουργούνται διάφορες μέθοδοι για την καταπολέμησή της:

• Μείωση της υγρασίας (σχετική) του αέρα. Μια σχετικά απλή και ταυτόχρονα πολύ αποτελεσματική μέθοδος, η οποία συνίσταται στην αφύγρανση του αέρα και τη θέρμανση των δωματίων όπου χρησιμοποιούνται οι μεταλλικές κατασκευές. Η ατμοσφαιρική διάβρωση με αυτήν την τεχνική επιβραδύνεται πολύ.
• Επίστρωση επιφανειών με μη μεταλλικά (βερνίκια, χρώματα, πάστες, λιπαντικά) και μεταλλικές ενώσεις (νικέλιο και ψευδάργυρος).
• Κράματα μετάλλων. Η ατμοσφαιρική διάβρωση γίνεται λιγότερο βίαιη όταν ο φώσφορος, το τιτάνιο, το χρώμιο, ο χαλκός, το αλουμίνιο, το νικέλιο προστίθενται στο μέταλλο σε μικρές ποσότητες. Αναστέλλουν την ανοδική διαδικασία ή μεταφέρουν τις χαλύβδινες επιφάνειες σε παθητική κατάσταση.
• Χρήση αναστολέων - πτητικών ή επαφών. Τα πτητικά περιλαμβάνουν δικυκλοεξυλαμίνη, βενζοϊκά, ανθρακικά, μονοαιθανολαμίνη. Και ο πιο διάσημος αναστολέας τύπου επαφής είναι το νιτρώδες νάτριο.

4

Η διάβρωση αερίου συνήθως παρατηρείται σε αυξημένες θερμοκρασίες σε ατμόσφαιρα ξηρών ατμών και αερίων. Οι επιχειρήσεις της χημικής βιομηχανίας, του πετρελαίου και του φυσικού αερίου και της μεταλλουργίας υποφέρουν περισσότερο από αυτό, καθώς επηρεάζουν τα δοχεία όπου επεξεργάζονται χημικές ενώσεις και ουσίες, τους κινητήρες ειδικών μηχανών, τις χημικές μονάδες και μονάδες, τους αεριοστροβίλους, τον εξοπλισμό για τη θερμική επεξεργασία και την τήξη του χάλυβα και μέταλλα.

Η διάβρωση του αερίου συμβαίνει κατά την οξείδωση:

• διοξείδιο του άνθρακα (διάβρωση διοξειδίου του άνθρακα).
• υδρόθειο (διάβρωση υδρόθειου).
• υδρογόνο, χλώριο, διάφορα αλογόνα, μεθάνιο.

Η διάβρωση των αερίων προκαλείται συχνότερα από την έκθεση στο οξυγόνο. Η καταστροφή των μετάλλων με αυτό γίνεται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

• ιονισμός της μεταλλικής επιφάνειας (εμφανίζονται ηλεκτρόνια και κατιόντα, τα οποία κορεάζουν το φιλμ οξειδίου).
• διάχυση (στην αέρια φάση) ηλεκτρονίων και κατιόντων.
• αποδυνάμωση των διατομικών δεσμών σε ένα μόριο οξυγόνου που προκαλείται από την προσρόφηση (φυσική) σε μια μεταλλική επιφάνεια οξυγόνου.
• χημική προσρόφηση, με αποτέλεσμα μια πυκνή μεμβράνη οξειδίου.

Μετά από αυτό, τα ιόντα οξυγόνου διεισδύουν βαθιά στο φιλμ, όπου έρχονται σε επαφή με μεταλλικά κατιόντα. Η διάβρωση των αερίων που προκαλείται από την επίδραση άλλων χημικών ενώσεων ακολουθεί μια παρόμοια αρχή.

Το φαινόμενο της διάβρωσης υδρογόνου του χάλυβα σημειώνεται στον τεχνολογικό εξοπλισμό που λειτουργεί σε ατμόσφαιρες υδρογόνου σε υψηλές (από 300 MPa) πιέσεις και θερμοκρασίες άνω των +200 ° C. Μια τέτοια διάβρωση σχηματίζεται λόγω της επαφής καρβιδίων που περιλαμβάνονται στα κράματα χάλυβα με υδρογόνο. Οπτικά, είναι ελάχιστα ορατό (η επιφάνεια της δομής δεν έχει εμφανή ζημιά), αλλά ταυτόχρονα τα χαρακτηριστικά αντοχής των προϊόντων χάλυβα μειώνονται σημαντικά.

Υπάρχει επίσης η έννοια της διάβρωσης αποπόλωσης υδρογόνου. Αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί σε μια ορισμένη τιμή της μερικής πίεσης στο μέσο με το οποίο ο ηλεκτρολύτης έρχεται σε επαφή. Συνήθως, το φαινόμενο της διάβρωσης με αποπόλωση υδρογόνου παρατηρείται σε δύο περιπτώσεις:

• με χαμηλή δραστηριότητα στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα μεταλλικών ιόντων.
• με αυξημένη δραστηριότητα στον ηλεκτρολύτη των ιόντων υδρογόνου.

Η διάβρωση του διοξειδίου του άνθρακα επηρεάζει τον εξοπλισμό πετρελαίου και τους αγωγούς που λειτουργούν σε περιβάλλοντα που περιέχουν διοξείδιο του άνθρακα. Σήμερα, αυτός ο τύπος επίθεσης διάβρωσης αποτρέπεται από τη λειτουργία χαμηλού κράματος. Η πρακτική έχει δείξει βέλτιστα αποτελέσματα όταν χρησιμοποιούνται κράματα με εγκλείσματα χρωμίου από 8 έως 13 τοις εκατό.

ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ
αυθόρμητη φυσική και χημική καταστροφή και μετατροπή ενός χρήσιμου μετάλλου σε άχρηστες χημικές ενώσεις. Τα περισσότερα περιβαλλοντικά συστατικά, είτε είναι υγρά είτε αέρια, διαβρώνουν μέταλλα. οι συνεχείς φυσικές επιδράσεις προκαλούν σκουριά χαλύβδινων κατασκευών, ζημιά στο αμάξωμα του αυτοκινήτου, σχηματισμό κοιλωμάτων (κοιλότητες χάραξης) σε επιχρωμιωμένες επικαλύψεις κ.λπ. Σε αυτά τα παραδείγματα, η μεταλλική επιφάνεια καταστρέφεται ορατά, αλλά η έννοια της διάβρωσης περιλαμβάνει περιπτώσεις εσωτερικής καταστροφικής δράσης, για παράδειγμα, στη διεπαφή μεταξύ μεταλλικών κρυστάλλων. Αυτή η λεγόμενη δομική (ενδοκοκκική) διάβρωση συμβαίνει εξωτερικά ανεπαίσθητα, αλλά μπορεί να οδηγήσει σε ατυχήματα, ακόμη και ατυχήματα. Συχνά, η απροσδόκητη ζημιά στα μεταλλικά μέρη συνδέεται με τάσεις, ιδιαίτερα αυτές που σχετίζονται με κόπωση από διάβρωση μετάλλων. Η διάβρωση δεν είναι πάντα καταστροφική. Για παράδειγμα, η πράσινη πατίνα που παρατηρείται συχνά σε χάλκινα γλυπτά είναι ένα οξείδιο του χαλκού που προστατεύει αποτελεσματικά το μέταλλο κάτω από το φιλμ οξειδίου από περαιτέρω ατμοσφαιρική διάβρωση. Αυτό εξηγεί την εξαιρετική κατάσταση πολλών αρχαίων χάλκινων και χάλκινων νομισμάτων. Ο έλεγχος της διάβρωσης πραγματοποιείται με μεθόδους προστασίας που αναπτύχθηκαν με βάση γνωστές επιστημονικές αρχές, αλλά παραμένει ένα από τα πιο σοβαρά και πολύπλοκα καθήκοντα της σύγχρονης τεχνολογίας. ΕΝΤΑΞΕΙ. Το 20% της συνολικής ποσότητας μετάλλων χάνεται ετησίως λόγω διάβρωσης και τεράστια ποσά δαπανώνται για την προστασία από τη διάβρωση.
Ηλεκτροχημική φύση της διάβρωσης.Ο M. Faraday (1830-1840) καθιέρωσε μια σύνδεση μεταξύ των χημικών αντιδράσεων και του ηλεκτρικού ρεύματος, που αποτέλεσαν τη βάση της ηλεκτροχημικής θεωρίας της διάβρωσης. Ωστόσο, μια λεπτομερής κατανόηση των διαδικασιών διάβρωσης ήρθε μόνο στις αρχές του 20ού αιώνα. Η ηλεκτροχημεία ως επιστήμη εμφανίστηκε τον 18ο αιώνα. χάρη στην εφεύρεση του A. Volta (1799) της πρώτης γαλβανικής κυψέλης (στήλη volt), με τη βοήθεια της οποίας επιτεύχθηκε ένα συνεχές ρεύμα με τη μετατροπή της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Ένα γαλβανικό στοιχείο αποτελείται από ένα μόνο ηλεκτροχημικό στοιχείο στο οποίο δύο διαφορετικά μέταλλα (ηλεκτρόδια) βυθίζονται μερικώς σε υδατικό διάλυμα (ηλεκτρολύτη) ικανό να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια. Τα ηλεκτρόδια έξω από τον ηλεκτρολύτη συνδέονται με έναν ηλεκτρικό αγωγό (μεταλλικό σύρμα). Το ένα ηλεκτρόδιο ("άνοδος") διαλύεται (διαβρώνεται) στον ηλεκτρολύτη, σχηματίζοντας μεταλλικά ιόντα που διαλύονται, ενώ ιόντα υδρογόνου συσσωρεύονται στο άλλο ηλεκτρόδιο ("κάθοδος"). Η ροή των θετικών ιόντων στον ηλεκτρολύτη αντισταθμίζεται περνώντας ένα ρεύμα ηλεκτρονίων (ηλεκτρικό ρεύμα) από την άνοδο στην κάθοδο σε ένα εξωτερικό κύκλωμα.

Τα μεταλλικά ιόντα, περνώντας στο διάλυμα, αντιδρούν με τα συστατικά του διαλύματος, δίνοντας προϊόντα διάβρωσης. Αυτά τα προϊόντα είναι συχνά διαλυτά και δεν θα παρεμβαίνουν στην περαιτέρω διάβρωση της μεταλλικής ανόδου. Έτσι, εάν δύο γειτονικές περιοχές, για παράδειγμα, στην επιφάνεια του χάλυβα, διαφέρουν έστω και ελαφρώς μεταξύ τους ως προς τη σύνθεση ή τη δομή, τότε σε ένα κατάλληλο (για παράδειγμα, υγρό) περιβάλλον, σχηματίζεται ένα κύτταρο διάβρωσης σε αυτό το μέρος. Η μία περιοχή είναι η άνοδος στην άλλη και είναι αυτή η περιοχή που θα διαβρωθεί. Έτσι, όλες οι μικρές τοπικές ανομοιογένειες του μετάλλου σχηματίζουν μικροκύτταρα ανόδου-καθόδου, για το λόγο αυτό η επιφάνεια του μετάλλου περιέχει πολυάριθμες περιοχές δυνητικά ευαίσθητες στη διάβρωση. Εάν ο χάλυβας βυθιστεί σε συνηθισμένο νερό ή σχεδόν σε οποιοδήποτε υγρό που περιέχει νερό, τότε ένας κατάλληλος ηλεκτρολύτης είναι ήδη έτοιμος. Ακόμη και σε μια μέτρια υγρή ατμόσφαιρα, η συμπύκνωση υγρασίας θα εγκατασταθεί στην μεταλλική επιφάνεια, οδηγώντας στο σχηματισμό ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου. Όπως ήδη σημειώθηκε, ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο αποτελείται από ηλεκτρόδια βυθισμένα σε έναν ηλεκτρολύτη (δηλαδή, δύο μισά κύτταρα). Το δυναμικό (ηλεκτροκινητική δύναμη, EMF) ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου είναι ίσο με τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των ηλεκτροδίων και των δύο ημι-κυττάρων. Τα δυναμικά των ηλεκτροδίων μετρώνται έναντι ενός ηλεκτροδίου αναφοράς υδρογόνου. Τα μετρημένα δυναμικά ηλεκτροδίων των μετάλλων συνοψίζονται σε μια σειρά τάσεων, στις οποίες ευγενή μέταλλα (χρυσός, λευκόχρυσος, ασήμι κ.λπ.) βρίσκονται στο δεξί άκρο της σειράς και έχουν θετική δυνητική αξία. Τα συνηθισμένα, βασικά μέταλλα (μαγνήσιο, αλουμίνιο κ.λπ.) έχουν έντονα αρνητικές δυνατότητες και βρίσκονται πιο κοντά στην αρχή της σειράς στα αριστερά του υδρογόνου. Η θέση του μετάλλου στη σειρά τάσεων υποδεικνύει την αντοχή του στη διάβρωση, η οποία αυξάνεται από την αρχή της σειράς στο τέλος της, δηλ. από τα αριστερά στα δεξιά.
Δείτε επίσης ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ.
Πόλωση.Η κίνηση των θετικών (υδρογόνου) ιόντων στον ηλεκτρολύτη προς την κάθοδο, ακολουθούμενη από εκφόρτιση, οδηγεί στο σχηματισμό μοριακού υδρογόνου στην κάθοδο, η οποία αλλάζει τις δυνατότητες αυτού του ηλεκτροδίου: δημιουργείται ένα αντίθετο (στάσιμο) δυναμικό, το οποίο μειώνει η συνολική τάση κυψέλης. Το ρεύμα στο κελί πέφτει πολύ γρήγορα σε εξαιρετικά μικρές τιμές. Σε αυτή την περίπτωση, το κύτταρο λέγεται ότι είναι "πολωμένο". Αυτή η κατάσταση υποδηλώνει μείωση ή ακόμα και παύση της διάβρωσης. Ωστόσο, η αλληλεπίδραση οξυγόνου διαλυμένου στον ηλεκτρολύτη με υδρογόνο μπορεί να αναιρέσει αυτό το αποτέλεσμα, επομένως το οξυγόνο ονομάζεται "αποπολωτής". Το φαινόμενο πόλωσης μερικές φορές εκδηλώνεται με μείωση του ρυθμού διάβρωσης στα λιμνάζοντα νερά λόγω έλλειψης οξυγόνου, αν και τέτοιες περιπτώσεις δεν είναι τυπικές, αφού τα αποτελέσματα της μεταφοράς σε υγρό μέσο είναι συνήθως επαρκή για την παροχή διαλυμένου οξυγόνου στην επιφάνεια της καθόδου Το Η ανομοιόμορφη κατανομή του εκπολωτή (συνήθως οξυγόνου) πάνω στην επιφάνεια του μετάλλου μπορεί επίσης να προκαλέσει διάβρωση, καθώς αυτό σχηματίζει ένα κύτταρο συγκέντρωσης οξυγόνου, στο οποίο η διάβρωση συμβαίνει με τον ίδιο τρόπο όπως σε κάθε ηλεκτροχημικό κύτταρο.
Παθητικότητα και άλλα εφέ ανόδου.Ο όρος "παθητικότητα" (παθητικοποίηση) χρησιμοποιήθηκε αρχικά για να αναφερθεί στην αντοχή στη διάβρωση του σιδήρου που βυθίζεται σε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα νιτρικού οξέος. Ωστόσο, αυτό είναι ένα γενικότερο φαινόμενο, αφού υπό ορισμένες συνθήκες πολλά μέταλλα βρίσκονται σε παθητική κατάσταση. Το φαινόμενο της παθητικότητας εξηγήθηκε το 1836 από τον Faraday, ο οποίος έδειξε ότι προκαλείται από μια εξαιρετικά λεπτή μεμβράνη οξειδίου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων στην επιφάνεια ενός μετάλλου. Ένα τέτοιο φιλμ μπορεί να μειωθεί (να αλλάξει χημικά) και το μέταλλο να ενεργοποιηθεί ξανά μετά από επαφή με ένα μέταλλο με πιο αρνητικό δυναμικό, για παράδειγμα, σίδηρο κοντά στον ψευδάργυρο. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ένα γαλβανικό ζεύγος, στο οποίο το παθητικό μέταλλο είναι η κάθοδος. Το υδρογόνο που απελευθερώνεται στην κάθοδο επαναφέρει το προστατευτικό φιλμ οξειδίου του. Οι μεμβράνες οξειδίου στο αλουμίνιο το προστατεύουν από τη διάβρωση και επομένως το ανοδιωμένο αλουμίνιο, που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της διαδικασίας ανοδικής οξείδωσης, χρησιμοποιείται τόσο για διακοσμητικούς σκοπούς όσο και στην καθημερινή ζωή. Με μια ευρεία χημική έννοια, όλες οι ανοδικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ένα μέταλλο είναι οξειδωτικές, αλλά ο όρος "ανοδική οξείδωση" υποδηλώνει τον στοχευμένο σχηματισμό μιας σημαντικής ποσότητας στερεού οξειδίου. Μια μεμβράνη ορισμένου πάχους σχηματίζεται στο αλουμίνιο, το οποίο είναι η άνοδος στο κύτταρο, του οποίου ο ηλεκτρολύτης είναι θειικό ή φωσφορικό οξύ. Πολλές ευρεσιτεχνίες περιγράφουν διάφορες τροποποιήσεις αυτής της διαδικασίας. Η αρχικά ανοδιωμένη επιφάνεια είναι πορώδης και μπορεί να βαφτεί σε οποιοδήποτε επιθυμητό χρώμα. Η εισαγωγή του διχρωμικού καλίου στον ηλεκτρολύτη δίνει μια φωτεινή πορτοκαλί-κίτρινη απόχρωση, ενώ το εξακυανοφερρικό κάλιο (II), το υπερμαγγανικό μόλυβδο και το σουλφίδιο του κοβαλτίου χρωματίζουν τις μεμβράνες σε μπλε, κόκκινο-καφέ και μαύρο, αντίστοιχα. Σε πολλές περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται υδατοδιαλυτές οργανικές βαφές και αυτό δίνει μια μεταλλική λάμψη στην βαμμένη επιφάνεια. Το προκύπτον στρώμα πρέπει να στερεωθεί, για το οποίο αρκεί η επεξεργασία της επιφάνειας με βραστό νερό, αν και χρησιμοποιούνται επίσης βραστά διαλύματα νικελίου ή οξικού κοβαλτίου.
Δομική (ενδοκοκκική) διάβρωση.Διάφορα κράματα, ιδίως το αλουμίνιο, αυξάνουν τη σκληρότητα και την αντοχή τους με τη γήρανση. η διαδικασία επιταχύνεται υποβάλλοντας το κράμα σε θερμική επεξεργασία. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται υπομικροσκοπικά σωματίδια, τα οποία βρίσκονται κατά μήκος των οριακών στρωμάτων μικροκρυστάλλων (στο διακρυσταλλικό χώρο) του κράματος. Υπό ορισμένες συνθήκες, η περιοχή ακριβώς δίπλα στο όριο μετατρέπεται σε άνοδο σε σχέση με το εσωτερικό μέρος του κρυστάλλου και σε διαβρωτικό περιβάλλον, τα όρια μεταξύ των κρυσταλλιτών θα υπόκεινται κυρίως σε διάβρωση, με ρωγμές διάβρωσης βαθιά ενσωματωμένες στη μεταλλική κατασκευή Το Αυτή η "δομική διάβρωση" επηρεάζει σοβαρά τις μηχανικές ιδιότητες. Μπορεί να προληφθεί είτε με σωστά επιλεγμένα καθεστώτα θερμικής επεξεργασίας είτε με προστασία του μετάλλου με επικάλυψη αδιάβροχη. Επένδυση - κρύα επίστρωση ενός μετάλλου με ένα άλλο: ένα κράμα υψηλής αντοχής τυλίγεται μεταξύ λεπτών λωρίδων από καθαρό αλουμίνιο και συμπιέζεται. Το μέταλλο που περιλαμβάνεται σε μια τέτοια σύνθεση γίνεται ανθεκτικό στη διάβρωση, ενώ η ίδια η επίστρωση έχει μικρή επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες.
Δείτε επίσης METAL COATINGS.
Πρόληψη της διάβρωσης. Κατά τη διάρκεια της ηλεκτροχημικής διάβρωσης, τα προκύπτοντα προϊόντα συχνά διαλύονται (εισέρχονται σε διάλυμα) και δεν εμποδίζουν την περαιτέρω καταστροφή του μετάλλου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μια χημική ένωση (αναστολέας) μπορεί να προστεθεί στο διάλυμα, η οποία αντιδρά με τα κύρια προϊόντα διάβρωσης για να σχηματίσει αδιάλυτες και προστατευτικές ενώσεις που εναποτίθενται στην άνοδο ή την κάθοδο. Για παράδειγμα, ο σίδηρος διαβρώνεται εύκολα σε ένα αραιό διάλυμα κοινού άλατος (NaCl), ωστόσο, όταν προστίθεται θειικός ψευδάργυρος στο διάλυμα, σχηματίζεται στην κάθοδο κακώς διαλυτό υδροξείδιο του ψευδαργύρου και όταν προστίθεται φωσφορικό νάτριο, σχηματίζεται αδιάλυτο φωσφορικό σίδηρο στην άνοδο (παραδείγματα καθόδων και αναστολέων ανόδου, αντίστοιχα). Τέτοιες μέθοδοι προστασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε περιπτώσεις όπου η δομή βυθίζεται πλήρως ή εν μέρει σε υγρό διαβρωτικό περιβάλλον. Η καθολική προστασία χρησιμοποιείται συχνά για τη μείωση του ποσοστού διάβρωσης. Σε αυτή τη μέθοδο, εφαρμόζεται μια ηλεκτρική τάση στο σύστημα με τέτοιο τρόπο ώστε ολόκληρη η προστατευόμενη δομή να είναι η κάθοδος. Αυτό γίνεται συνδέοντας τη δομή με έναν πόλο ανορθωτή ή γεννήτρια DC, ενώ μια εξωτερική χημικά αδρανής άνοδος όπως ο γραφίτης συνδέεται με τον άλλο πόλο. Για παράδειγμα, στην περίπτωση αντιδιαβρωτικής προστασίας αγωγών, η αδιάλυτη άνοδος είναι θαμμένη στο έδαφος κοντά τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται πρόσθετοι προστατευτικοί άνοδοι για αυτούς τους σκοπούς, για παράδειγμα, αιωρούμενοι μέσα σε δοχεία για αποθήκευση νερού και το νερό στο δοχείο λειτουργεί ως ηλεκτρολύτης. Άλλες μέθοδοι καθοδικής προστασίας παρέχουν επαρκές ρεύμα που ρέει από κάποια άλλη πηγή μέσω της δομής, η οποία καθίσταται εντελώς κάθοδος και περιέχει πιθανές τοπικές άνοδος και καθόδους στο ίδιο δυναμικό. Για αυτό, ένα μέταλλο με πιο αρνητικό δυναμικό συνδέεται με το μέταλλο που πρέπει να προστατευθεί, το οποίο στο γαλβανικό ζεύγος που σχηματίζεται παίζει το ρόλο μιας προστατευτικής ανόδου και καταστρέφεται πρώτα. Οι προστατευτικές άνοδοι ψευδαργύρου έχουν χρησιμοποιηθεί από το 1825, όταν ο διάσημος Άγγλος χημικός H. Davy πρότεινε τη χρήση τους για την προστασία του χάλκινου περιβλήματος των ξύλινων σκαφών του πλοίου. Οι άνοδοι που βασίζονται σε κράματα μαγνησίου χρησιμοποιούνται ευρέως για την προστασία των κυττάρων των σύγχρονων πλοίων από τη διάβρωση του θαλασσινού νερού. Οι προστατευτικές άνοδοι χρησιμοποιούνται συχνότερα σε σύγκριση με τις ανόδους που συνδέονται με εξωτερικές πηγές ενέργειας, καθώς δεν απαιτούν κατανάλωση ενέργειας. Η βαφή επιφανειών χρησιμοποιείται επίσης για την προστασία από τη διάβρωση, ειδικά αν η δομή δεν είναι πλήρως βυθισμένη στο υγρό. Οι μεταλλικές επικαλύψεις μπορούν να εφαρμοστούν με ψεκασμό μετάλλων ή με επιμετάλλωση (π.χ. επιχρωμίωση, επιμετάλλωση ψευδαργύρου, επιμετάλλωση νικελίου).
Τύποι ειδικής διάβρωσης. Η διάβρωση λόγω τάσης είναι η καταστροφή ενός μετάλλου υπό τη συνδυασμένη δράση στατικού φορτίου και διάβρωσης. Ο κύριος μηχανισμός είναι ο αρχικός σχηματισμός κοιλοτήτων διάβρωσης και ρωγμών που ακολουθείται από δομική αστοχία που προκαλείται από συγκεντρώσεις τάσης σε αυτές τις ρωγμές. Οι λεπτομέρειες του μηχανισμού διάβρωσης είναι περίπλοκες και όχι πάντα σαφείς · μπορεί να σχετίζονται με υπολειπόμενες τάσεις. Τα καθαρά μέταλλα καθώς και ο ορείχαλκος δεν είναι επιρρεπή σε διάβρωση λόγω τάσης. Στην περίπτωση των κραμάτων, εμφανίζονται ρωγμές στον ενδοκοκκικό χώρο, που είναι η άνοδος σε σχέση με τα εσωτερικά τμήματα των κόκκων. Αυτό αυξάνει την πιθανότητα επίθεσης διάβρωσης κατά μήκος των ενδοκοκκικών ορίων και διευκολύνει την επακόλουθη διαδικασία ρωγμών κατά μήκος αυτών. Η κόπωση από τη διάβρωση είναι επίσης το αποτέλεσμα της συνδυασμένης επίδρασης μηχανικής καταπόνησης και διάβρωσης. Ωστόσο, τα κυκλικά φορτία είναι πιο επικίνδυνα από τα στατικά. Η ρωγμή κόπωσης εμφανίζεται συχνά απουσία διάβρωσης, αλλά η καταστροφική επίδραση των ρωγμών διάβρωσης που δημιουργούν σημεία συγκέντρωσης καταπόνησης είναι προφανής. Πιθανώς όλοι οι λεγόμενοι μηχανισμοί κόπωσης περιλαμβάνουν διάβρωση, αφού η διάβρωση της επιφάνειας δεν μπορεί να αποκλειστεί εντελώς. Η διάβρωση υγρών μετάλλων είναι μια ειδική μορφή διάβρωσης που δεν περιλαμβάνει ηλεκτροχημικό μηχανισμό. Τα υγρά μέταλλα έχουν μεγάλη σημασία στα συστήματα ψύξης, ιδίως στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Το υγρό κάλιο και νάτριο και τα κράματά τους, καθώς και τα κράματα υγρού μολύβδου, βισμούθιου και μολύβδου-βισμούθιου χρησιμοποιούνται ως ψυκτικά. Τα περισσότερα δομικά μέταλλα και κράματα, όταν έρχονται σε επαφή με ένα τέτοιο υγρό μέσο, ​​υφίστανται καταστροφή στον ένα ή τον άλλο βαθμό, και ο μηχανισμός διάβρωσης σε κάθε περίπτωση μπορεί να είναι διαφορετικός. Πρώτον, το υλικό του δοχείου ή των σωλήνων στο σύστημα μεταφοράς θερμότητας μπορεί να διαλυθεί ελαφρώς στο υγρό μέταλλο και επειδή η διαλυτότητα συνήθως αλλάζει με τη θερμοκρασία, το διαλυμένο μέταλλο μπορεί να καθιζάνει εκτός διαλύματος στο ψυχρό τμήμα του συστήματος, να φράξει κανάλια και βαλβίδες Το Δεύτερον, η διακρυσταλλική διείσδυση υγρού μετάλλου είναι δυνατή εάν υπάρχει επιλεκτική αντίδραση με προσθήκες κράματος δομικού υλικού. Εδώ, όπως και στην περίπτωση της ηλεκτροχημικής διακοκκικής διάβρωσης, οι μηχανικές ιδιότητες επιδεινώνονται χωρίς ορατές εκδηλώσεις και χωρίς αλλαγή της μάζας της δομής. Ωστόσο, τέτοιες περιπτώσεις καταστροφικών επιπτώσεων είναι σπάνιες. Τρίτον, τα υγρά και τα στερεά μέταλλα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το σχηματισμό ενός επιφανειακού κράματος, το οποίο σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμεύει ως φράγμα διάχυσης σε σχέση με περαιτέρω δράση. Η διάβρωση διάβρωσης (πρόσκρουση, διάβρωση σπηλαίωσης) αναφέρεται στη μηχανική επίδραση του υγρού μετάλλου που ρέει σε τυρβώδη λειτουργία. Σε ακραίες περιπτώσεις, αυτό οδηγεί σε σπηλαίωση και διαβρωτική καταστροφή της δομής.
Δείτε επίσης ΣΠΗΛΙΩΣΗ. Οι διαβρωτικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας μελετώνται εντατικά σε σχέση με την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, αλλά υπάρχουν λίγες πληροφορίες για αυτό το θέμα στον ανοιχτό τύπο. Ο κοινώς χρησιμοποιούμενος όρος "βλάβη από ακτινοβολία" αναφέρεται σε όλες τις αλλαγές στη μηχανική, φυσική ή χημική φύση των στερεών υλικών που προκαλούνται από έκθεση σε ακτινοβολία των ακόλουθων τύπων: ιοντίζουσα ακτινοβολία (ακτίνες Χ ή g), σωματίδια φορτισμένου φωτός (ηλεκτρόνια ), βαριά φορτισμένα σωματίδια (α-σωματίδια) και βαριά μη φορτισμένα σωματίδια (νετρόνια). Είναι γνωστό ότι ο βομβαρδισμός ενός μετάλλου με βαριά σωματίδια υψηλής ενέργειας οδηγεί στην εμφάνιση διαταραχών σε ατομικό επίπεδο, οι οποίες, υπό κατάλληλες συνθήκες, μπορεί να είναι οι τόποι εμφάνισης ηλεκτροχημικών αντιδράσεων. Ωστόσο, μια πιο σημαντική αλλαγή δεν λαμβάνει χώρα στο ίδιο το μέταλλο, αλλά στο περιβάλλον του. Τέτοιες έμμεσες επιδράσεις προκύπτουν ως αποτέλεσμα της δράσης της ιοντίζουσας ακτινοβολίας (για παράδειγμα, των ακτίνων g), η οποία δεν αλλάζει τις ιδιότητες του μετάλλου, αλλά σε υδατικά διαλύματα προκαλεί το σχηματισμό υψηλής αντίδρασης ελεύθερων ριζών και υπεροξειδίου του υδρογόνου. Οι ενώσεις συμβάλλουν στην αύξηση του ποσοστού διάβρωσης. Επιπλέον, ένας αναστολέας διάβρωσης όπως το διχρωμικό νάτριο θα αναγεννηθεί και θα χάσει την αποτελεσματικότητά του. Υπό την επίδραση της ιονίζουσας ακτινοβολίας, τα φιλμ οξειδίου ιονίζονται επίσης και χάνουν τις ιδιότητες προστασίας από τη διάβρωση. Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις ειδικές συνθήκες που σχετίζονται με τη διάβρωση.
Οξείδωση μετάλλων.Τα περισσότερα μέταλλα αντιδρούν με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο για να σχηματίσουν σταθερά οξείδια μετάλλων. Ο ρυθμός με τον οποίο συμβαίνει η οξείδωση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία και σε κανονική θερμοκρασία σχηματίζεται μόνο μια λεπτή μεμβράνη οξειδίου στην επιφάνεια του μετάλλου (στον χαλκό, για παράδειγμα, αυτό γίνεται αντιληπτό από τη σκουρόχρωση της επιφάνειας). Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η διαδικασία οξείδωσης είναι ταχύτερη. Τα ευγενή μέταλλα αποτελούν εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα, καθώς έχουν χαμηλή συγγένεια με το οξυγόνο. Θεωρείται ότι ο χρυσός δεν οξειδώνεται καθόλου όταν θερμαίνεται στον αέρα ή στο οξυγόνο και η ασθενής οξείδωση της πλατίνας σε θερμοκρασίες έως 450 ° C σταματά όταν θερμαίνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Τα συνηθισμένα δομικά μέταλλα οξειδώνονται για να σχηματίσουν τέσσερις τύπους οξειδίων: πτητικά, πυκνά, προστατευτικά ή μη πορώδη. Ένας μικρός αριθμός πυρίμαχων μετάλλων όπως το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο γίνονται εύθραυστα σε υψηλές θερμοκρασίες και σχηματίζουν πτητικά οξείδια, επομένως δεν σχηματίζεται προστατευτικό στρώμα οξειδίου και σε υψηλές θερμοκρασίες τα μέταλλα πρέπει να προστατεύονται από αδρανή ατμόσφαιρα (αδρανή αέρια). Τα εξαιρετικά ελαφριά μέταλλα τείνουν να σχηματίζουν πολύ πυκνά οξείδια, τα οποία είναι πορώδη και δεν προστατεύουν τα μέταλλα από περαιτέρω οξείδωση. Για το λόγο αυτό, το μαγνήσιο οξειδώνεται πολύ εύκολα. Στρώματα προστατευτικών οξειδίων σχηματίζονται σε πολλά μέταλλα, αλλά συνήθως έχουν μέτριες προστατευτικές ιδιότητες. Μια μεμβράνη οξειδίου στο αλουμίνιο, για παράδειγμα, καλύπτει πλήρως το μέταλλο, αλλά οι ρωγμές αναπτύσσονται υπό πιέσεις, προφανώς λόγω αλλαγών στη θερμοκρασία και την υγρασία. Το προστατευτικό αποτέλεσμα των στρωμάτων οξειδίου περιορίζεται σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Πολλά «βαρέα μέταλλα» (π.χ. χαλκός, σίδηρος, νικέλιο) σχηματίζουν μη πορώδη οξείδια που, ενώ δεν σπάνε, δεν προστατεύουν πάντα το βασικό μέταλλο. Θεωρητικά, αυτά τα οξείδια παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον και μελετώνται ενεργά. Περιέχουν λιγότερες στοιχειομετρικές ποσότητες μετάλλου. τα μεταλλικά άτομα που λείπουν σχηματίζουν οπές στο πλέγμα οξειδίου. Ως αποτέλεσμα, τα άτομα μπορούν να διαχυθούν μέσω του πλέγματος και το πάχος του στρώματος οξειδίου αυξάνεται συνεχώς.
Η χρήση κραμάτων. Δεδομένου ότι όλα τα γνωστά δομικά μέταλλα είναι επιρρεπή σε οξείδωση, τα δομικά στοιχεία που βρίσκονται σε υψηλές θερμοκρασίες σε ένα οξειδωτικό περιβάλλον θα πρέπει να κατασκευάζονται από κράματα που περιέχουν ένα οξειδωτικό μέταλλο ως στοιχείο κράματος. Αυτές οι απαιτήσεις πληρούνται από το χρώμιο - ένα αρκετά φθηνό μέταλλο (που χρησιμοποιείται με τη μορφή σιδηροχρώματος), το οποίο υπάρχει σχεδόν σε όλα τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας που πληρούν τις απαιτήσεις αντοχής στην οξείδωση. Επομένως, όλοι οι ανοξείδωτοι χάλυβες με κράμα έχουν καλή σταθερότητα στην οξείδωση και χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακές και βιομηχανικές εφαρμογές. Το κράμα νιχρώματος, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως ως σύρμα για σπείρες ηλεκτρικών κλιβάνων, περιέχει 80% νικέλιο και 20% χρώμιο και είναι αρκετά ανθεκτικό στην οξείδωση σε θερμοκρασίες έως 1000 ° C. Οι μηχανικές ιδιότητες δεν είναι λιγότερο σημαντικές από την αντίσταση στην οξείδωση, και συχνά αποδεικνύεται ότι ορισμένα στοιχεία κράματος (όπως το χρώμιο) προσδίδουν στο κράμα αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στην οξείδωση, έτσι ώστε το πρόβλημα της οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες να μην δημιουργεί σοβαρές δυσκολίες μέχρι να αρχίσουν να χρησιμοποιούν καύσιμο (σε κινητήρες αεριοστροβίλων) λάδι που περιέχει βανάδιο ως καύσιμο ή νάτριο. Αυτοί οι ρύποι, μαζί με το θείο στο καύσιμο, παράγουν προϊόντα καύσης που είναι εξαιρετικά διαβρωτικά. Οι προσπάθειες επίλυσης αυτού του προβλήματος έχουν καταλήξει στην ανάπτυξη προσθέτων που, όταν καίγονται, σχηματίζουν ασφαλείς πτητικές ενώσεις με βαναδίο και νάτριο. Η διάβρωση με στρώματα δεν περιλαμβάνει γαλβανική διάβρωση ή άμεση οξείδωση στην αέρια φάση, αλλά είναι κυρίως μηχανική επίδραση. Αυτό είναι ζημιά στις αρθρωτές μεταλλικές επιφάνειες ως αποτέλεσμα της τριβής στις μικρές πολλαπλές σχετικές μετατοπίσεις τους. παρατηρείται με τη μορφή γρατζουνιών, ελκών, κελυφών. συνοδεύεται από επιληπτική κρίση και μειώνει την αντίσταση στην κόπωση στη διάβρωση, γιατί οι γρατζουνιές που προκύπτουν χρησιμεύουν ως σημεία εκκίνησης για την ανάπτυξη κόπωσης από τη διάβρωση. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι οι ζημιές στις αυλακώσεις των πτερυγίων του στροβίλου κατά τη διάρκεια των κραδασμών, η τριβή των πτερωτών του συμπιεστή, η φθορά των δοντιών του γραναζιού, οι συνδέσεις με σπείρωμα κ.λπ. Σε μικρές πολλαπλές μετατοπίσεις, τα προστατευτικά φιλμ οξειδίου καταστρέφονται, γδέρνονται σε σκόνη και ο ρυθμός διάβρωσης αυξάνεται. Η διάβρωση του χάλυβα αναγνωρίζεται εύκολα από την παρουσία σωματιδίων κόκκινου-καφέ οξειδίου. Η καταπολέμηση της διάβρωσης του πτερυγίου πραγματοποιείται με τη βελτίωση των σχεδίων, χρησιμοποιώντας προστατευτικές επικαλύψεις, ελαστομερή παρεμβύσματα και λιπαντικά.
δείτε επίσης
Μεγάλη σοβιετική εγκυκλοπαίδεια

Διάβρωση μετάλλων- - καταστροφή μετάλλων λόγω χημικής ή ηλεκτροχημικής αλληλεπίδρασης τους με διαβρωτικό περιβάλλον. 1. Για τη διαδικασία διάβρωσης, πρέπει να χρησιμοποιείται ο όρος "διαβρωτική διαδικασία" και για το αποτέλεσμα της διαδικασίας - "διαβρωτικό ... ... Εγκυκλοπαίδεια όρων, ορισμών και επεξηγήσεων οικοδομικών υλικών

διάβρωση μετάλλων- Καταστροφή μετάλλων λόγω της χημικής ή ηλεκτροχημικής αλληλεπίδρασής τους με διαβρωτικό περιβάλλον. Εφαρμογή 1. Για τη διαδικασία διάβρωσης, πρέπει να χρησιμοποιείται ο όρος "διαβρωτική διαδικασία" και για το αποτέλεσμα της διαδικασίας ... ... Οδηγός τεχνικού μεταφραστή

Επιφανειακή καταστροφή μετάλλων υπό την επίδραση χημικών. ή ηλεκτροχημική. παράγοντες: έκθεση σε αέρια (οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο κ.λπ.), διαλυτά άλατα (εκ των οποίων τα πιο επικίνδυνα είναι τα χλωρίδια), ανόργανα και οργανικά οξέα ... Λεξικό Τεχνικού Σιδηροδρόμου

ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΩΝ- αυθόρμητη καταστροφή μετάλλων που προκαλείται από χημικά. και ηλεκτροχημεία. διαδικασίες στην επιφάνειά τους όταν αλληλεπιδρούν με το εξωτερικό περιβάλλον, με αποτέλεσμα να αλλάζει πρώτα η εμφάνιση της επιφάνειας, στη συνέχεια χάνεται η πλαστικότητα, μηχανική ... Μεγάλη Εγκυκλοπαίδεια Πολυτεχνείου

Διάβρωση μετάλλων- 1. Διάβρωση μετάλλων Καταστροφή μετάλλων λόγω χημικής ή ηλεκτροχημικής αλληλεπίδρασής τους με διαβρωτικό μέσο 1. Για τη διαδικασία διάβρωσης, πρέπει να χρησιμοποιείται ο όρος "διαβρωτική διαδικασία" και για το αποτέλεσμα της διαδικασίας "διαβρωτικό .... .. Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης

- (από την ύστερη λατ. corrosio διάβρωση), φυσική. χημ. αλληλεπίδραση μετάλλων υλικό και περιβάλλον, οδηγώντας σε επιδείνωση της απόδοσης. sv σε υλικό, περιβάλλον ή τεχνολογία. συστήματα, αποτελούν μέρη ενός σμήνους. Η χημική ουσία είναι ο ακρογωνιαίος λίθος του Κ. M. αναλογία μεταξύ υλικού και ... ... Χημική εγκυκλοπαίδεια

διάβρωση μετάλλων- metalų korozija statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalų, jų lydinių ir metalinių gaminių irimas dėl aplinkos poveikio. atitikmenys: αγγλ. διάβρωση μετάλλων · διάβρωση μετάλλων? μεταλλική διάβρωση rus. διάβρωση μετάλλων ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Διάβρωση μετάλλων- Διάβρωση: φυσικοχημική αλληλεπίδραση μεταξύ μετάλλου και μέσου, με αποτέλεσμα οι ιδιότητες του μετάλλου να αλλάζουν και συχνά επιδεινώνεται τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του μετάλλου, του μέσου ή του τεχνικού συστήματος που τα περιλαμβάνει ...