Reja: Kimyoviy korroziya tezligiga tasir kiluvchi asosiy omillar

Korroziya tezligiga tasir etuvchi omillar
Reja:

1.Kimyoviy korroziya tezligiga tasir kiluvchi asosiy omillar.

2.Elektrokimyoviy korroziya.

3.Elektrokimyoviy korroziya mexanizmi.

Kimyoviy korroziyalanishni sodir bulishiga karab uning tezligiga tasir etuvchi omillarni ikki turga bulish mumkin:

-tashki omillar; tashki muxitning tarkibi, xarorat, bosim, muxitning metalga nisbatan tezlik xarakati, tashki muxitning xossalari va x.k-ichki omillar; metall tarkibi, uning strukturasi, metall sirtining xolati va boshkalar.
Bular ichida tashki muxitning tarkibi eng asosiy omillardan xisoblanadi. Kuyidagi rasmda ayrim metallarga bir xil xaroratda xar xil tarkibdagi tashki muxitning korroziyalanish tezligiga bulgan tasiri keltirilgan. Rasmdan kurinib turibtiki tashki muxitning tarkibi korroziyalanish tezligiga bir xil tasir kilmas ekan.
Tashki muxit tarkibining uzgarishi bilan avvalambor xosil kilingan parda tarkibi xam uzgaradi va natijada bu pardaning fizika-kimyoviy xossalari xam uzgaradi. Okibatda tasir kiluvchi reagentlar atomlarining parda orkali diffuziyalanish tezligi xam uzgaradi.
SHuning uchun metallarni bir muxit tasiriga turgunligi (korroziyabardoshligi) shu metalni boshka muxit tasiriga xam turgun deyishga kafolat beraolmaydi. Masalan, kumush yukori xaroratda xavo va kislorod tasirlariga turgun bulishiga karamay tarkibida oltingugurt bulgan muxit tasiriga u turgun emas, yani bunday muxit tasirida korroziyalanadi.
Eng asosiy ichki faktorlarga metalning tarkibi va uning strukturasini kursatish mumkin. Temirning tarkibiga xrom, alyuminiy, kremniy va boshka atomlarni kiritilish bilan xosil kilingan kotishmalarning korroziyalanishga bulgan turgunligi sof temirnikidan bir necha marta yukori buladi. CHunki xrom, alyuminiy, kremniy va boщkalar temir bilan kattik eritma xosil kilibgina kolmay, balki uzlari kotishma sirtida ximoya parda xosil kiladilar. Bunday element atomlarini temir bilan xosil kilingan kattik eritma tarkibiga kirishi metall va ximoya parda chegarasida temir oksidi va xrom oksidi yoki temir oksidi va ishtirok etayotgan boshka elementlarning oksidlaridan tarkib topgan aralash oksidlarning yupka pardasi xosil buladi. Bunday pardalar kislorodni metall sirtiga va metall atomini plyonkani tashki sirtiga diffuziyalanishini sekinlashtiradi yoki butunlay tuxtatadi. Ammo buning teskarisi xam bulishi mumkin,ya’ni kotishma tarkibida juda xam kam mikdorda ishtirok etayotgan ayrim element atomlari metalning korroziyalanishini birmuncha tezlashtiradi.
Misol tarikasida pulat tarkibida ishtirok etayotgan bor uning korroziyalanishini tezlashtiradi. Bunday xollarda korroziyalanishining tezlashishi xosil kilingan pardalarning ximoya kilish kobiliyatini keskin kamayishiga binoan boglik buldi va bunda diffuziyalanish koeffitsienti ortib boradi.
SHunday kilib biz kurib utgan misollarda yukori xaroratda gaz muxitida metallarning korroziyalanishida uning sirtida ximoya pardalar xosil kilishi buldi va bu korroziyaning nisbatan oddiy turi xisoblanadi. Bunda korroziya tezligi, yukorida aytganimizdek, metalning korroziyalanishi okibatida xosil bulgan maxsulot, ya’ni parda xossalariga, metall va muxit tarkibiga xamda jarayon sodir bulish shart-sharoitiga boglik buladi.
Nisbatan yupka va zich strukturali, shuningdek metall sirtiga yopishish kobiliyatiga ega bulgan pardalarning metalni ximoya kilish xossalari yukori buladi. Korroziyalanish tezligiga xarorat xam katta tasir etadi: xarorat kancha yukori bulsa koroziyalanish tezligi xam shuncha yukori buladi. CHunki bunday sharoitda muxitning aktiv atomlari va metall atomlarining parda orkali diffuziyalanish tezliklari yukori buladi. Metall kislorodga kanchalik yakindosh bulsa, uning korroziyalanish tezligi xam shunchalik katta buladi.
Kimyoviy korroziyalanish metallga noelektrolit suyukliklar tasirida xam sodir bulib, bunda xosil bulgan pardalar unchalik kalin bulmaydi. CHunki suyukliklarda korroziyalanish nisbatan past xaroratlarda boradi. Xosil bulgan pardaning eritma ta’siriga bulgan munosabati pardaning ximoyalash kobiliyatini belgilaydi. Agar parda suyuklikda erisa korroziyalanish davom etadi, agar erimasa – korroziyalanish tuxtaydi. SHu sababli pardaning fizika-kimyoviy xususiyatlari korroziyalanish tezligini belgilaydi.
SHunday kilib kimyoviy korroziya metallarga suyuk noelektrolitlar va gazlar tasirida vujudga keladi. SHuningdek bu korroziya turi metallarga ayrim suyultirilgan tuzlar va metallar tasirida xam vujudga keladi. Ayniksa kimyoviy korroziya yukori xaroratda kislorod, vodorod sulfid oltingugurt , uglerod suv bugi, galogenlar va x.k. lar tasirida tezrok namoyon buladi.
Metallarning elektr tokini utkazadigan suyuk muxitda ya’ni elektrolit eritmalarida emirilishi elektrokimyoviy korroziya deyiladi. Bunday korroziya metall zarrachalarini elektrolit eritmasiga utishi bilan sodir buladi. Elektrokimyoviy korroziyada maxaliy elektr tok vujudga keladi. Elektrokimyoviy korroziyada tashki muxit tasirida metallarni uz-uzidan emirilishi elektrokimyoviy kinetika konuni asosida boradi va sodir bulayotgan umumiy jarayonlar bevosita bir-biriga boglik bulgan anodli va katodli jarayonlar deb karaladi. Anodli jarayonda – ekvivalent mikdordagi elektronlarini koldirgan xolda metallni ion kurinishda asta-sekin eritmaga utishi kuzatiladi. Katodli jarayonda – metallda ortikcha bulib kolgan elektronlar aktseptorlar
(depolyarizatorlar) yordamida assimillyatsiyalanadi. Anodli jarayonda metall oksidlanadi, katodli jarayonda esa depolyarizator kaytariladi. Elektrokimyoviy korroziyaning vujudga kelishida elektr tokini utkazadigan tashki muxit asosiy omil xisoblanadi.
Umuman olganda korroziya jarayonini bir-biriga boglik bulgan ikki jarayonga bulinishiga sabab kilib:
1.Metallning kristall panjarasida ozod elektronlarning mavjudligini;
2.Metall ionini eritma komponentlari bilan gidrotatsiyalanishi,
Solvatatsiyalanishi yo bulmasa komplekslar xosil kilishi natijasida metallning kristall panjarasidan metall ionini chikib ketishiga energetik mumkin bulgan imkoniyat borligini kursatish mumkin.
Elektrokimyoviy korroziyaga metall konstruktsiya va jixozlarni xavoda, dengiz va arik suvlarida zanglashini, xamda imyoviy korxonalar jixozlari va inshiotlarini turli-tuman eritmalar tasirida korroziyalanishini misol kilib kursatish mumkin. Ammo щuni takidlash lozimki – elektrokimyoviy va kimyoviy korroziyalar mexanizmlari orasida keskin fark yuk. Kupincha korroziyaning kimyoviy mexanizmi asta-sekin elektrokimyoviy mexanizmga utishi va aksincha bulishi mumkin. Eritma larda sodir buladigan korroziya xam elektrokimyoviy mexanizmlar buyicha borishi mumkin.
Elektrokimyoviy korroziya mexanizmi
Metallarning yukori elektr utkazuvchanligi va yoruglik, yukori xarorat xamda kuchli elektr maydonlar ta’sirida metalldan elektronlarni chikish xodisalari metallning panjara tugunlarida bir yoki bir nechta valent elektronlarini yukotgan atomlar borligini kursatadi. Mana shunday struktura birligini ya’ni atomlarni ion-atom deb atash mumkin. Ion-atomlar oraligidagi bushlikni, xar tomonga xarakatlanuvchi, ozod elektronlar tuldirgan buladi. Ion-atomni normal atomdan farki shuki, u bir yoki bir nechta valent elektronlarini yukotgan bulib, fakatgina ozod (tugrisi butunlay ozod bulmagan yani yarim ozod ) elektronlar bilan boglik bulgan xolda mavjud buladi. Namunaning metallik xolatini M+1 bilan belgilash mumkin. Bunda M+ metall ionini belgisi va
- elektronning belgisi. Agar ion-atomga elektron kuchli boglansa normal atom xosil buladi:
Agar ion-atom metall elektronlaridan butunlay ajralsa yoki ular orasidagi boglanish buzilsa ( M+ bilan orasidagi boglanish), unda ion-atom ozod ionga aylanadi:
YUkorida aytganlarga asoslanib elektrokimyoviy korroziyaning mexanizmini kurib chikamiz. Sirtlari juda yaxshilab tozalangan metall M1 ni birorta elektrolit eritmasiga tuщiramiz. Metall panjarasining sirtki kismini musbat zaryadlangan ionlar tashkil kilib, ular yakinida щu ionlarning elektronlari joylashgan buladi: M+. SHu sababli elektrolit eritmasidagi suvning polyar molekulalari metall sirtiga ma’lum tartibda joylashadi va metall ionlarini eritmaga olib ketishga intiladi. Buni kuyidagicha ifodalash mumkin

Ammo, metalldagi ionlar soniga teng bulgan, elektronlar bunga karshilik kursatadi. Natijada ,aytilgan xamma uzaro tasir etuvchi kuchlar orasida muvozanat sodir bulishi sababli xosil bulgan gidratlangan ionlar metall sirtiga juda yakin masofada gidratlangan ion katlamini xosil kiladi .Metall yakinidagi katlam ion tufayli musbat, metall sirti esa elektronlar tufayli manfiy zaryadlanganliklari sababli metall va eritma orasida potentsiallar ayirmasi namayon buladi.

SHunday kilib, bir kancha faktorlar tasirida potentsiallar ayirmasi (sakrashi) namayon buladi va uni elektrod potentsiali deyiladi.
Agar metall M1 tushirilgan eritmaga yaxshilab tozalangan kandaydir boshka metall M2 ni tushirsak bu metall bilan xam xuddi oldingi metall M1 bilan sodir bulgan jarayonlar sodir buladi.
Ammo bu ikki metall bilan buladigan jarayonlar sifat jixatdan bir xil bulishiga karamay, ular mikdor jixatdan bir-biridan fark kiladi. Bir tomondan, metall ionlari bilan elektronlar orasidagi va ikkinchi tomondan, metall ionlari bilan suv molekulalari orasidagi tortishuv kuchlari bir xil bulmasligi sababli metall M2 bilan buladigan jarayonda gidratlangan ionlar soni va ular xosil kilgan katlam bilan metall sirti orasidagi masofa birinchi jarayondagidan butunlay fark kiladi. Natijada ertma bilan metall M1 va metall M2 orasida xosil buladigan potentsiallar ayirmasi bir-biriga teng bulmaydi (mana shu ikki jarayonlar uchun).
Sizga fizika fanidan malum bulsa kerak, yani sirtlari juda xam yaxshilab tozalangan va tekislangan ikki xar xil metallarni ma’lum kuch ostida bir-biri bilan jiplashtirilsa, ular orasida potentsiallar ayirasi vujudga keladi (Volt effekti). Bu tajriba natijasini kuyidagicha isbotlash mumkin: xar xil metallarda ular elektronlarini ozodlik darajasi bir xil bulmasligi (elektron gazining bosimi bir xil bulmasligi) sababli bu metallar bir-biriga jiplashtirilganda, ozodlik darajasi yukori bulgan metall elektronlari, elektronlarining ozodlik darajasi kichik bulgan metalga utadi. SHuning uchun, elektrolitning suvli ertmasiga tushirilgan, metallar M1 va M2 larni gavanometr orkali elektr utkazgich bilan tutashtirilsa malum mikdordagi elektronlarni , ularning ozodligi yukori bulgan metalldan (masalan M1 dan) ozodligi kichik bulgan metallga (metall M2 ga) utaboshlaydi va galvanometr uz navbatida tok okimi vujudga kelganini kursatadi
Metall M1 dan elektronlarni utkazgich orkali metall M2 ga utaboshlashi bilan gidratlangan ionlarni metall sirtiga tortilish kuchi kamayaboshlaydi va M1 ni gidratlangan ionlari ertmaga utaboshlaydi; metall M2 da esa elektronlar soni kupayishi bilan u avvaliga uzining gidratlangan ionlarini eritmadan kaytarib oladi va keyinchalik esa uz sirtiga yakin turgan boshka ionlarni xam eritmadan olaboshlaydi. Metall M1 dan metall M2 ga uzluksiz elektronlarni okib utishi metall M1 erib tugaguncha davom etadi va galvanometr orkali tok utishi kuzatiladi. Eriyotgan elektrod yani metall M! Anod va elektrod M2 katod deyiladi. Oksidlanish jarayoni anodda va kaytarilish jarayoni katodda sodir buladi.
Ikki metall va elektrolitning suvli eritmasidan tuzilgan sistemada boradigan jarayonlari galvanik elementlarning umumiy ishlash sxemasi desa buladi.
Aytilganlardan va galvanik elementlarni guruxidan kelib chikadigan xulosa shundan iboratki, yani elektrod va elektrolit eritmalarining fizikaviy, fizika-kimyoviy yoki fakatgina kimyoviy bir jinsli bulmasligi (fark kilishi) galvanik elementni xosil buliщiga va anod vazifasini bajarayotgan metallni emirilishiga (eritmada erishiga) olib keladi.
Korrozion jarayonlarni borishiga kura tez-tez uchrab turadigan korroziya turlarini kuyidagicha kayd kilish mumkin:
1.Atmosferadagi korroziya – xavo va boshka nam gazlar tasirida boradigan korroziya;
2.Suyuklik va eritmadagi korroziya;
3.Er ostida boradigan yoki tuprok katlami tasirida sodir buladigan korroziya;
4.Elektrokimyoviy korroziya – tashki tok manbai yoki daydi tok tasiridagi korroziya;
5.Teshik tirkishdagi korroziya-metall konstruktsiyalarning teshik va tirkishlarida sodir buladigan korroziya;
6.Kuch tasiri ostida bulgan metall korroziyasi, yani metallga mexanik kuch va korroziyalanishga sababchi muxitning tasiridagi korroziya;.
7.Biologik korroziya- mikroorganizmlar yoki ularning maxsuloti bulmish metabolizmlar tasiridagi korroziya.
Korroziya natijasida keltirilgan zarar fakatgina metallning umumiy yukotgan mikdori bilangina ulchanmay, balki korroziyalanish natijasida metallning eng zarur xususiyatlarini uzgarishi bilan xam ifodalanadi. SHu nuktai nazardan korroziyalanishda metallarning emirilish turlari bilan tanishish va uni aniqlay bilish zaruriyati tug'iladi.
Bu qatorga vodorod xam kritilgan bulib, uning potentsiali nolga teng deb olingan. Vodorod potentsialiga nisbatan undan chapdagi metallarning potentsiali manfiy, undan ungdagi metallarniki esa – musbatdir. Kuchlanishlar qatoridagi xar kanday ikki metall elektrolit eritmasiga tushirilganda galvanik juft xosil kiladi va kuchlanishlar katorining chaprog'ida turgan metall korroziyalanadi. Masalan, elektrolit eritmasiga marganets bilan nikel jufti tushirilsa, marganets korroziyalanadi, nikel esa uzgarishsiz koladi; nikel bilan mis jufti tushirilsa, nikel korroziyalanib, mis uzgarishsiz koladi va x.ê.
Metallarning kuchlanishlar katori amaliy jixatdan muxim
Axamiyatga ega. Masalan, dengiz kemalarining suv ostida buladigan metall kismlarini korroziyadan saklashda metallarning kuchlanishlar katoridan foydalaniladi. Buning uchun kemaning suv osti kismiga kuchlanishlar katorida ancha chapda turgan metall, masalan magniy kuymasi ulanadi. Natijada magniy korroziyalanib, kemaning suv ostki kismi saklanib koladi. Erga kumilgan metall trubalarni korroziyalanishdan saklash uchun xam shu usuldan foydalaniladi.
Kimyoviy korroziya natijasida metall sirtida xosil bulgan oksid parda metallni elektrokimyoviy korroziyadan xam saklaydi, chunki bu parda metallni elektrolit eritmasi tasiridan ximoya kiladi.
Potentsiallari juda past bulgan bazi metallarning, masalan alyuminiy, xrom va boshkalarning korroziyabardoshlik xossalari yukori bulishiga sabab xam shu oksid pardalar xisoblanadi.

Adabiyotlar royxati:

1. 
   Xamraev A.L. Konstruktsion materiallar va metallar korroziyasi fanidan ma’ruza matni. Toshkent, TITLP, 1999 y.
   
2. 
   Klinov I.YA. Korroziya ximicheskoy apparaturы i
   

Korrozionnostoykie materialы. M.,Mashinostroenie,1967,468 s.

3. 
   Klinov I.YA. Ximicheskoe oborudovanie korrozionnostoykom
   

4.Ispolnenii. Spravochnik. M., Mashinostroenie 1970, 589 s.