ХИМИЯЛЫҚ КОРРОЗИЯНЫҢ ЖЫЛДАМДЫҒЫ

Практикалық жұмыс

∆Z белгісі (немесе металлдың газ коррозия жағдайлары үшін, қосылыс диссоциациясының қысымының мәні) белгілі жағдайларда берілген коррозиялық үрдістің мүмкін бе екендігін көрсетеді. Мұнымен, шынын айтқанда, нақты коррозиялық үрдістерді зерттеуде термодинамиканың рөлі тәмамдалады. ∆Z мөлшері, зерттелінді жүйенің тепе-теңдік күйден қаншалықты алшақ екенін көрсетсе де, алайда ол теориялық та, практикалық тұрғыдан бір сұраққа жауап бермейді, - термодинамикалық мүмкін коррозиялық үрдістің қандай жылдамдықпен жүретіні. Бұл сұрақтың шешімімен коррозиялық үрдістердің кинетикасы (жылдамдықтар туралы ілім) айналысуда.

Коррозия жылдамдығын сандық көрсету үшін коррозияның көрсеткіштері қызмет етеді: салмақтық, көлемдік, тереңдік, механикалық және басқалары. [1], [18].

Коррозияның салмақтық көрсеткіші – металл бетінің бірлігіне және уақыт бірлігіне қатысты үлгі салмағының коррозия нәтижесінде өзгеруі.

Үлгі салмағының өзгеруі коррозия өнімдерінен алынған (металл салмағының шығыны) үлгінің сынауға дейінгі салмағы мен сынаудан кейінгі салмағы арасындағы айырмашылықпен анықталады:

мұндағы – коррозияның теріс салмақтық көрсеткіші, г/м²сағ;

g₀ – үлгінің бастапқы салмағы, г;

g₀ – коррозия өнімдерін жою бойынша коррозиядан кейінгі үлгі салмағы, г;

S₀ – үлгі беті, м²;

τ – коррозия уақыты, сағ.

Үлгілердің салмағының өсуі жағдайында коррозия көрсеткіші үлгінің коррозия өнімдерімен бірге сынаудан кейінгі салмағы мен үлгінің сынауға дейінгі салмағы (салмақ өсімі) арасындағы айырмашылықпен анықталады:

г/м²сағ,

мұндағы – коррозияның оң салмақтық көрсеткіші, г/м²сағ;

g₂ – үлгінің коррозия өнімдерімен бірге салмағы, г.

Егер коррозия өнімдерінің құрамы белгілі болса, коррозияның оң салмақтық көрсеткішін коррозияның теріс салмақтық көрсеткішіне қайта санауға болады және керісінше.

Коррозияның көлемдік көрсеткіші – металл бетінің бірлігіне және уақыт бірлігіне қатысты коррозия барысында игерілген газдың көлемі:

см³/см²сағ,

мұндағы – коррозияның көлемдік көрсеткіші;

V₀ – қалыпты жағдайға келтірілген, яғни t = 0°C және p = 760 мм.сын.бағ., игерілген газдың көлемі, см²;

S₀ – үлгі беті, м²;

τ – коррозия уақыты, сағ.

Егер коррозия өнімдерінің құрамы белгілі болса, коррозияның көлемдік көрсеткіші коррозияның салмақтық көрсеткішіне қайта есептеліне алады.

Коррозияның тереңдік көрсеткіші – сызықтық өлшемдерде көрсетілген және уақыт бірлігіне қатысты коррозия салдарынан металл қалыңдығының төмендеуі. Бұл көрсеткіш әртүрлі металлдарды әртүрлі меншікті салмақтармен салыстырғанда өте ыңғайлы. Коррозияның салмақтық көрсеткішінен тереңдік көрсеткішке ауысу бір қалыпты коррозия жағдайында мына формула бойынша жасалыну мүмкін

мм/жыл,

мұндағы П – коррозияның тереңдік көрсеткіші, мм/жыл;

– коррозияның теріс салмақтық көрсеткіші, г/м²сағ;

d_ме – металл тығыздығы, г/см³.

* 8,76 коэффициенті бір жылдағы сағат санын, 1000-ға бөлгендегіден есептелінген.

Коррозияның механикалық көрсеткіші – пайызбен көрсетілген, коррозиялық үдерістің белгілі уақытында металлдың механикалық қасиеттерінің негізгі көрсеткіштерінің бірінің өзгеруі.

Егер коррозияның механикалық көрсеткіші ретінде төзімділік шегі қолданылса, онда төзімділік көрсеткіші мына формула бойынша анықталынады

τ уақытта,

мұндағы – коррозияның төзімділік көрсеткіші;

– металл төзімділігінің коррозияға дейінгі шегі; P₀ – коррозияға дейінгі қиратқыш жүктеме; S₀ – үлгі қимасының бастапқы ауданы;

– τ уақыт ішінде коррозиядан кейінгі металл төзімділігінің фиктивті шегі; P₁ – коррозиядан кейінгі қиратқыш жүктеме.

Коррозия көрсеткіштерінің бірі болып үлгінің электрлік кедергісінің өзгеруі табылады:

τ уақытта,

R₀ – коррозияға дейінгі электрлік кедергі;

R₁ - τ уақыт ішінде коррозиядан кейінгі электрлік кедергі.

Үлгілердің электрлік кедергісінің өзгерісін анықтау кезінде олардың қималарының ауданы сынаудың барлық циклында бірдей болуы тиіс. Бұл шарт әрдайым сақталмайтындықтан, практикада меншікті электрлік кедергісінің өзгерісін анықтауды қолданады, яғни электрлік кедергісінің ұзындықта, бірдей бірлікте (см немесе м), үлгі қимасының аудан бірлігіне (см² немесе м²) өзгерісін.

Электрлік кедергісінің немесе меншікті электрлік кедергісінің өзгерісін анықтау шектеулі қолданысқа ие. Бұл әдіс жұқа (3 мм-ге дейін) табақ материал мен сымды зерттеуге жарамды. Әдіс қалыңтабақты материалды (3 мм-ден аса) зерттегенде және дәнекерленген қосылыстар үшін жарамсыз.

Коррозияның төзімділік көрсеткіші және электрлік кедергісінің өзгерісі көп жағдайда кристаллитаралық коррозияны анықтауда жарамды.

Металлдардың коррозиялық тұрақтылығын сапалық және сандық бағалауда онбаллдық шкаланы пайдалану ұсынылады (2 қосымшаны қ.). Металлдардың коррозиялық тұрақтылығын бағалайтын бұл шкала кең таралса да, әсіресе химия өнеркәсібінде, бірақ ол әмбебап болып табылмайды. Қазандық құрылысы, аспап жасау құрылысы және басқаларында коррозияға сәйкес жағдайларда басшылыққа алатын өзінің рұқсаттары бар.

Бұдан басқа, материалдың тұрақтылығы ұғымы қатысты: қабырға қалыңдығы 10-15 мм резервуар үшін рұқсатты жылдамдық 1-2 мм/жыл; прецизионды аспаптар, ілмекті аппаратура және ілмекті сифондар үшін коррозияның максималды рұқсатты жылдамдығы 0,01 мм/жыл.

Жоғарыда келтірілген көрсеткіштердің біреуі арқылы сандық көрсетілген, коррозия жылдамдығы, τ уақыт ішіндегі орташа жылдамдық болып табылады. τ уақыт моментіндегі нақты жылдамдық коррозия-уақыт қисығына жанама көлбеу бұрышының тангенсі бойынша графикалық дифференциалдау арқылы анықталынады (47 қосымшаны қ.).

МЫСАЛДАР

1 мысал. 400°C температурада ауадағы мырыштың коррозиялық тұрақтылығын бағалау. Беті 30 см²-ге тең мырыш үлгісі, сынауға дейін 21,4261 г болды. Ауада 400°C температурада 180 сағаттық тотығудан кейін ол 21,4279 г болды.

Ш е ш у і. Тәжірибелік берілгендерден коррозияның оң салмақтық көрсеткішін табамыз:

Мырыш ауада оттегімен тотығу кезінде ZnO тотығын түзетіндіктен, коррозияның теріс салмақтық көрсеткішін мына теңдік бойынша табамыз

Коррозия тұрақтылығының онбаллдық шкаласы (2 қосымша) бойынша тұрақты металлдарға сәйкес келеді (4 балл).

2 мысал. Коррозияның көлемдік көрсеткішін анықтап және 700°C температурада оттегіде тотығуға қарсы жездің коррозиялық тұрақтылығын бағалау. 20 см² беттік жездік үлгі 700°C температурада 2-сағаттық тотығудан кейін қалыпты жағдайда¹ 13,6 см³ оттегіні жұтты.

Шешуі. Коррозияның көлемдік көрсеткішін табамыз:

Ол оң салмақтық көрсеткішке сәйкес келеді:

K_көл

Коррозияның тереңдік көрсеткішін табамыз:

8,76

Коррозия тұрақтылығының онбаллдық шкаласы (2 қосымша) бойынша тұрақсыз металлдарға сәйкес келеді (10 балл).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: