Зэврэлтийн төрөл ба арга. Химийн зэврэлт гэж юу вэ, түүнийг хэрхэн арилгах вэ? Нэмэлт нөлөөллийн шинж чанараар

Бид бүгд амьдралдаа янз бүрийн төрлийн зэврэлттэй үе үе тулгардаг. Металл, бетон, зарим төрлийн хуванцар зэврэлттэй байдаг. Зэврэлтийг хэрхэн зөв зохицуулах талаар сурахын тулд эхлээд зэврэлт гэж юу болохыг ойлгох хэрэгтэй.

Зэврэлт нь гадаад орчинтой харилцан үйлчлэх явцад биеийн гадаргуу дээр үүсэх химийн болон цахилгаан химийн процессын улмаас үүссэн хатуу биетүүдийг устгах явдал юм. Зэврэлт гэдэг үг нь хүртэл хожуу латин corrosio - зэврэлтээс гаралтай. Металлын зэврэлт нь онцгой хохирол учруулдаг. Бид бүгдэд хамгийн түгээмэл бөгөөд хамгийн сайн мэддэг зэврэлт бол төмрийн зэврэлт юм. "Зэврэлт" гэсэн нэр томъёо нь металл, бетон, зарим хуванцар болон бусад материалд хамаарна. Зэврэлтээс гадна металл (ялангуяа барилгын) бүтэц нь элэгдэлд өртдөг - механик стрессийн нөлөөн дор материалын гадаргууг устгадаг. Элэгдэл нь бороо, салхи, элсний тоос болон бусад байгалийн хүчин зүйлийн нөлөөгөөр үүсдэг. Тиймээс гүүрний нуман хаалга, барилгын ферм болон бусад байгууламжийг иж бүрэн хамгаалалтад авах ёстой. Тиймээс зэврэлт нь металлын хүрээлэн буй орчинтой физик, химийн харилцан үйлчлэлцэж, металыг устгахад хүргэдэг. Зэврэлтийн үр дүнд металууд нь тогтвортой нэгдлүүд - исэл эсвэл давс болж хувирдаг бөгөөд тэдгээр нь байгальд байдаг. Зэврэлт нь тус улсад үйлдвэрлэсэн металлын 10 хүртэлх хувийг зарцуулдаг. Зэврэлтэнд өртөж буй тоног төхөөрөмжийн сул зогсолт, бүтээмж буурах, технологийн процессын хэвийн үйл ажиллагааг тасалдуулах, металл хийцийн бат бөх байдлын бууралтаас үүдэлтэй ослоос үүсэх шууд бус алдагдлыг тооцоход хэцүү байдаг.

Зэврэлтийг яагаад зэврэлт гэж нэрлэдэг вэ?

Зэврэлт гэдэг үг нь латин "corrodo" - "зажлах" гэсэн үгнээс гаралтай. Зарим эх сурвалжид хожуу латин "corrosio" - "зэврэлт" гэж нэрлэдэг. "Зэврэлт" ба "зэв" гэсэн ойлголтыг андуурч болохгүй. Хэрэв зэврэлт нь процесс юм бол зэв нь түүний үр дүнгийн нэг юм. Энэ үг нь зөвхөн ган, цутгамал төмрийн нэг хэсэг болох төмрийн хувьд хамаарна. Дараа нь "зэврэлт" гэсэн нэр томъёогоор бид металлын зэврэлтийг ойлгох болно. Олон улсын стандартын дагуу ISO 8044Зэврэлт гэж металл (хайлш) ба хүрээлэн буй орчны физик-химийн болон химийн харилцан үйлчлэлийг ойлгодог бөгөөд энэ нь метал (хайлш), хүрээлэн буй орчин эсвэл тэдгээрийг агуулсан техникийн системийн функциональ шинж чанар муудахад хүргэдэг. Зэв гэдэг нь төмрийн болон түүний зарим хайлшийн гадаргуу дээр зэврэлтээс болж үүссэн хэсэгчлэн усжуулсан төмрийн ислийн давхарга юм. Бетон, барилгын чулуу, мод болон бусад материалууд нь зэврэлтэнд өртдөг; Полимерийн зэврэлтийг задрал гэж нэрлэдэг.

Металл зэврэх (зэврэх) орчинг идэмхий буюу түрэмгий орчин гэж нэрлэдэг. Металлын хувьд тэдгээрийн зэврэлтийн талаар ярихдаа тэдгээр нь металлын хүрээлэн буй орчинтой харьцах хүсээгүй үйл явцыг хэлнэ.

Зэврэлтийн үед металд ордог өөрчлөлтүүдийн физик-химийн мөн чанар нь металлын исэлдэлт юм. Аливаа зэврэлтийн процесс нь олон үе шаттай байдаг:

1. Металлын гадаргуу дээр идэмхий орчин эсвэл түүний бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нийлүүлэх шаардлагатай.
2. Хүрээлэн буй орчны металлын харилцан үйлчлэл.
3. Металлын гадаргуугаас бүтээгдэхүүнийг бүрэн буюу хэсэгчлэн зайлуулах (шингэний эзэлхүүн рүү, хэрэв орчин нь шингэн байвал).

Ихэнх металлууд (Ag, Pt, Cu, Au-аас бусад) байгальд ионы төлөвт байдаг: исэл, сульфид, карбонат гэх мэтийг ихэвчлэн металлын хүдэр гэж нэрлэдэг. Ионы төлөв нь илүү таатай байдаг бөгөөд энэ нь дотоод энерги багатай байдаг. Энэ нь хүдрээс металл үйлдвэрлэх, тэдгээрийн зэврэлтэнд мэдэгдэхүйц юм. Нэгдлээс металыг багасгах явцад шингэсэн энерги нь чөлөөт металл нь металлын нэгдлээс илүү их энергитэй болохыг харуулж байна. Энэ нь идэмхий орчинтой харьцах метал нь бага энергийн нөөцтэй, эрч хүчтэй таатай төлөвт шилжих хандлагатай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, зэврэлтийн үндсэн шалтгаан нь металл болон хүрээлэн буй орчны (идэмхий) бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэх системийн термодинамик тогтворгүй байдал гэж бид хэлж чадна. Термодинамик тогтворгүй байдлын хэмжүүр нь метал эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэх үед ялгарах чөлөөт энерги юм. Гэхдээ чөлөөт энерги нь зэврэлтээс хамгаалах үйл явцын хурдыг, өөрөөр хэлбэл металлын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг үнэлэх хамгийн чухал утгыг хараахан тодорхойлдоггүй. Зарим тохиолдолд зэврэлт үүсэх үйл явцын үр дүнд металлын гадаргуу дээр гарч ирэх шингээх буюу фазын давхарга (хавхдас) нь зэврэлтийг зогсоодог эсвэл их хэмжээгээр дарангуйлдаг ийм нягт, нэвтэршгүй хаалт үүсгэдэг. Тиймээс, үйл ажиллагааны нөхцөлд хүчилтөрөгчтэй илүү их хамааралтай металл нь илүү тогтвортой, бага биш байж болно (жишээлбэл, Cr эсвэл Al-ийн исэл үүсэх чөлөөт энерги нь Fe-ээс өндөр байдаг бөгөөд тэдгээр нь ихэвчлэн илүү байдаг. Fe эсэргүүцэлтэй).

Зэврэлтийн процессын ангилал

Металлын гадаргуу эсвэл эзэлхүүн дэх зэврэлтээс үүсэх гэмтлийн төрлөөс (геометрийн шинж чанар).

Металлын бүх гадаргууд нөлөөлдөг зэврэлтийг гэж нэрлэдэг хатуу. Үүнд хуваагддаг дүрэмт хувцасТэгээд тэгш бус, зэврэлтийг устгах гүн нь өөр өөр газар ижил байх эсэхээс хамаарна. At орон нутгийнЗэврэлтээс үүдэлтэй гэмтэл нь орон нутгийн шинж чанартай бөгөөд гадаргуугийн мэдэгдэхүйц (заримдаа дийлэнх) хэсгийг бараг нөлөөгүй үлдээдэг. Нутагшуулалтын зэргээс хамаарч байдаг зэврэлтээс үүссэн толбо, шарх, толбо (хоолой). Цэгний гэмтэл үүсч болно газрын хэвлийзэврэлт нь маш нимгэн (жишээлбэл, тавласан) металлын давхаргын дор хажуу тийш тархаж, дараа нь цэврүүтэх эсвэл хальслах. Орон нутгийн зэврэлтийн хамгийн аюултай төрлүүд нь: талст хоорондын (талст хоорондын), энэ нь металлын мөхлөгүүдийг устгахгүйгээр тэдгээрийн тогтворгүй хил хязгаарын дагуу илүү гүн рүү шилжих ба мөхлөгүүдээр шууд ан цав бүхий металыг огтолж буй транскристалл. Гадаргуу дээр бараг харагдахуйц ул мөр үлдээдэггүй тул эдгээр гэмтэл нь хүч чадал, эд анги, бүтцийг бүрэн устгахад хүргэдэг. Зан чанарын хувьд тэдэнтэй ойрхон хутгаялангуяа түрэмгий уусмалд зарим хайлшийг ашиглах үед гагнуурын давхаргын дагуу металл зүсэх хутга шиг зэврэлт. Заримдаа тэд тусгайлан онцлон тэмдэглэдэг өнгөц утас шигзэврэлт үүсэх, жишээлбэл, металл бус бүрээсийн дор болон давхарга давхаргазэврэлт нь хуванцар хэв гажилтын чиглэлд голчлон явагддаг. Тодорхой сонгуулийнхатуу уусмалын бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хайлшийг сонгон уусгах боломжтой зэврэлт (жишээлбэл, гуулийг цайргүйжүүлэх).

Металлын хүрээлэн буй орчинтой харьцах урвалын механизмын дагуу (химийн болон цахилгаан химийн зэврэлт).

Зэврэлт нь химийн, хэрэв металлын холбоог тасласны дараа металлын атомууд нь металын валентийн электронуудыг салгаж авдаг исэлдүүлэгч бодисын нэг хэсэг болох атомууд эсвэл атомын бүлэгтэй химийн холбоогоор шууд холбогддог бол. Химийн зэврэлт нь ямар ч идэмхий орчинд боломжтой байдаг боловч ихэнхдээ энэ нь идэмхий орчин нь электролит биш (хийн зэврэлт, дамжуулагч бус органик шингэн дэх зэврэлт) тохиолдолд ажиглагддаг. Түүний хурдыг ихэвчлэн зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний гадаргуугийн хальсаар дамжуулан металл хэсгүүд ба исэлдүүлэгчийн тархалт (ихэнх металыг хийгээр өндөр температурт исэлдүүлэх), заримдаа энэ хальсыг уусгах, ууршуулах (W-ийн өндөр температурт исэлдүүлэх) зэргээр тодорхойлогддог. Мо), түүний хагарал (өндөр температурт Nb-ийн исэлдэлт) ба заримдаа исэлдүүлэгч бодисыг гадаад орчноос конвективээр дамжуулдаг (маш бага концентрацитай).

Зэврэлт нь цахилгаан химийнхэрэв металл торыг орхих үед үүссэн катион нь исэлдүүлэгч бодистой биш харин идэмхий орчны бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй холбоо тогтоовол; электронууд нь катион үүсэх үед ялгардаг исэлдүүлэгч бодис руу шилждэг. Ийм процесс нь хүрээлэн буй орчинд хоёр төрлийн урвалж байгаа тохиолдолд боломжтой бөгөөд тэдгээрийн зарим нь (сульватжуулах эсвэл комплекс үүсгэх) валентийн электронуудын оролцоогүйгээр металлын катионтой тогтвортой холбоог нэгтгэх чадвартай байдаг бол зарим нь (исэлдүүлэгч бодис) байдаг. ) таны эргэн тойронд катионуудыг хадгалахгүйгээр металлын валентийн электронуудыг холбож чаддаг. Ууссан катионууд нь мэдэгдэхүйц хөдөлгөөнийг хадгалж байдаг электролитийн уусмал эсвэл хайлмал нь ижил төстэй шинж чанартай байдаг. Тиймээс цахилгаан химийн зэврэлтийн үед металлын торноос атомыг зайлуулах (энэ нь аливаа зэврэлтээс хамгаалах үйл явцын мөн чанар юм) нь бие даасан, гэхдээ хоорондоо уялдаатай цахилгаан химийн процессын үр дүнд явагддаг: анод - ууссан металлын катионуудын шилжилт. уусмал руу, катод - ялгарсан электронуудыг холбох исэлдүүлэгч. Үүнээс үзэхэд цахилгаан химийн зэврэлтийн процессыг зөвхөн анодын процессыг шууд дарангуйлахаас гадна катодын хурдад нөлөөлөх замаар удаашруулж болно. Хамгийн түгээмэл катодын хоёр процесс нь: устөрөгчийн ионы ялгадас (2 д+ 2H + = H 2) ба ууссан хүчилтөрөгчийн бууралт (4 д+ O 2 + 4H + = 2H 2 O эсвэл 4 д+ O 2 + 2H 2 O = 4OH -), тэдгээрийг ихэвчлэн устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн деполяризаци гэж нэрлэдэг.

Анод ба катодын процессууд нь металлын гадаргуу дээрх катион ба электронууд идэмхий орчны бүрдэл хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэлцэх боломжтой аль ч цэг дээр нэг эсвэл өөр магадлалтай бөгөөд нэг дарааллаар явагддаг. Хэрэв гадаргуу нь нэгэн төрлийн бол катод ба анод процесс нь түүний бүх талбайд ижил магадлалтай; Ийм тохиромжтой тохиолдолд зэврэлтийг нэгэн төрлийн-электрохимийн гэж нэрлэдэг (ингэснээр гадаргуугийн аль ч цэгт электрохимийн процессын магадлалын тархалтад нэг төрлийн бус байдал байхгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь мэдээжийн хэрэг харилцан үйлчилж буй фазын термодинамик гетероген байдлыг үгүйсгэхгүй) . Бодит байдал дээр металл гадаргуу дээр урвалд орж буй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дамжуулах өөр өөр нөхцөлтэй, атомын энергийн төлөв байдал эсвэл өөр өөр хольцтой хэсгүүд байдаг. Ийм газруудад анод эсвэл катодын процессууд илүү хүчтэй явагдаж, зэврэлт нь гетероген-электрохимийн шинж чанартай болдог.

Идэмхий орчны төрлөөр

Зарим идэмхий орчин, тэдгээрийн үүсгэж буй эвдрэл нь маш онцлог шинж чанартай тул тэдгээрт тохиолддог зэврэлтийн процессыг мөн эдгээр орчны нэрээр ангилдаг.

Дүрмээр бол металл бүтээгдэхүүн, бүтэц нь олон төрлийн зэврэлтэнд өртдөг - эдгээр тохиолдолд тэд холимог зэврэлт гэж нэрлэгддэг үйл ажиллагааны талаар ярьдаг.

Хийн зэврэлт– өндөр температурт хийн орчинд зэврэлт.

Агаар мандлын зэврэлт- металл гадаргуу дээр электролитийн хальс үүсгэх хангалттай чийгшил бүхий агаар мандлын нөхцөлд металл зэврэлт (ялангуяа түрэмгий хий эсвэл хүчил, давс гэх мэт аэрозолийн агууламжтай үед). Агаар мандлын зэврэлтийн онцлог нь түүний хурд, механизм нь металл гадаргуу дээрх чийгийн давхаргын зузаан эсвэл зэврэлтээс үүссэн бүтээгдэхүүний чийгийн зэргээс хүчтэй хамааралтай байдаг.

Шингэн зэврэлт- шингэн орчинд зэврэлт үүсэх. Шингэн орчинд металлд өртөх нөхцлийн дагуу энэ төрлийн зэврэлт нь бүрэн дүрэх, хэсэгчилсэн дүрэх, хувьсах усанд орох зэврэлт гэж тодорхойлогддог бөгөөд тэдгээр нь өөрийн онцлог шинж чанартай байдаг.

Газар доорх зэврэлт– хөрс, хөрсөн дэх металлын зэврэлт. Газар доорх зэврэлтийн нэг онцлог шинж чанар нь янз бүрийн хөрсөн дэх газар доорх байгууламжийн гадаргуу руу хүчилтөрөгч дамжуулах хурд (үндсэн деполяризатор) ихээхэн ялгаатай байдаг (хэдэн арван мянган удаа).

Нэмэлт нөлөөллийн шинж чанараар

Стрессийн зэврэлт нь суналтын болон гулзайлтын механик ачаалал, түүнчлэн үлдэгдэл хэв гажилт эсвэл дулааны стрессийн бүсэд үүсдэг бөгөөд дүрмээр бол транскристалл үүсгэдэг. зэврэлтээс үүсэх хагарал, жишээлбэл, агаар мандлын нөхцөлд ган кабель, пүрш, уурын цахилгаан станцын нүүрстөрөгч ба зэвэрдэггүй ган, далайн усанд өндөр бат бэх титан хайлш гэх мэт. Хувьсах ачааллын үед зэврэлтээс ядаргаа нь илэрдэг. идэмхий орчин байгаа үед металлын ядрах хязгаарын хэмжээ их бага хэмжээгээр огцом буурах. Зэврэлтийн элэгдэл(эсвэл үрэлтийн улмаас зэврэлт) нь харилцан бэхжүүлэгч зэврэлт ба зүлгүүрийн хүчин зүйлсийн (гулсах үрэлт, зүлгүүрийн хэсгүүдийн урсгал гэх мэт) нэгэн зэрэг нөлөөллийн дор металлын элэгдэл хурдассан байна. Түүнтэй холбоотой кавитациЗэврэлт нь металлын эргэн тойрон дахь түрэмгий орчны урсгалын хөндийн горимын үед үүсдэг бөгөөд жижиг вакуум бөмбөлгүүд тасралтгүй гарч, "нуралт" нь металлын гадаргуу дээр хор хөнөөлтэй микрогидравлик цохилтын урсгалыг бий болгодог. Ойролцоох олон янз байдлыг авч үзэж болно бухимдах- чичиргээний үр дүнд тэдгээрийн гадаргуугийн хооронд бичил харуурын шилжилт үүссэн тохиолдолд нягт дарагдсан эсвэл гулсмал хэсгүүдийн хоорондох холбоо барих цэгүүдэд ажиглагдсан зэврэлт.

Түрэмгий орчинтой металлын хилээр цахилгаан гүйдэл алдагдах нь гоожих шинж чанар, чиглэлээс хамааран нэмэлт анод ба катодын урвал үүсгэдэг бөгөөд энэ нь металын орон нутгийн болон ерөнхий эвдрэлийг хурдасгахад шууд болон шууд бусаар хүргэдэг (зэврэлт). төөрсөн гүйдэл). Холбоо барих газрын ойролцоо байрлах ижил төстэй эвдрэл нь хаалттай гальваник эсийг үүсгэдэг хоёр өөр металлын электролитэд хүрэлцсэнээс үүдэлтэй байж болно. холбоо барихзэврэлт. Эд анги хоорондын нарийхан завсар, түүнчлэн электролит нэвтэрч байгаа сул бүрхүүл эсвэл хуримтлал дор, гэхдээ металыг идэвхгүйжүүлэхэд шаардлагатай хүчилтөрөгчийн хүртээмж хэцүү байдаг тул энэ нь үүсч болно. ховилтойзэврэлт нь металлын уусах нь голчлон ан цаванд, катодын урвал нь түүний хажууд хэсэгчлэн эсвэл бүрэн ил гадаргуу дээр үүсдэг.

Мөн онцлон тэмдэглэдэг заншилтай биологийнбактери болон бусад организмын хаягдал бүтээгдэхүүний нөлөөн дор үүссэн зэврэлт, ба цацрагзэврэлт - цацраг идэвхт цацрагт өртөх үед.

Зэврэлтийн түвшний үзүүлэлт

Тухайн орчинд металлын зэврэлтийн хурдыг тогтоохын тулд металын шинж чанарын өөрчлөлтийг бодитойгоор тусгадаг зарим шинж чанарын цаг хугацааны өөрчлөлтийг ажиглалт хийдэг. Дараах үзүүлэлтүүдийг зэврэлтээс хамгаалах практикт ихэвчлэн ашигладаг.

Массын өөрчлөлтийн үзүүлэлт

Массын өөрчлөлтийн индикатор нь зэврэлтээс үүдэлтэй дээжийн массын өөрчлөлт, металлын гадаргуугийн нэгж S ба цаг хугацааны нэгжид (жишээлбэл, г / м цаг) ногдох өөрчлөлт юм.

Зэврэлтийн нөхцлөөс хамааран дараахь зүйлүүд байдаг.

1. массын өөрчлөлтийн сөрөг үзүүлэлт
К-м=
энд m - зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнийг зайлуулсны дараа зэврэлтээс үүсэх металлын массын алдагдал.

2. массын өөрчлөлтийн эерэг үзүүлэлт K+m=
энд m нь зэврэлтээс бүрдэх бүтээгдэхүүний хальс ургаснаас металлын массын цаг хугацааны өсөлт.

Зэврэлтийн бүтээгдэхүүний найрлага нь мэдэгдэж байгаа бол K-ээс K болон эсрэгээр K-m= K+m (nok A Me / n Me Aok) хувиргах боломжтой.
энд A ба M нь Ме ба исэлдүүлэгч бодисын атом ба молекулын масс; n ба n нь исэлдүүлэгч орчин дахь метал ба исэлдүүлэгч бодисын валент юм.

Эзлэхүүний зэврэлтийн индекс

K нь металлын гадаргуугийн нэгж ба цаг хугацааны нэгжид (жишээ нь, см/см цаг) үйл явцын явцад шингэсэн буюу ялгарсан V хийн эзэлхүүн юм.
K=боть. V/s
хийн эзэлхүүн нь ихэвчлэн хэвийн нөхцөлд хүргэдэг.
Цахилгаан химийн зэврэлттэй холбоотойгоор устөрөгчийн ион ялгарснаас болж катодын деполяризацийн процесс явагдах үед, жишээлбэл, 2H + 2 схемийн дагуу. д= H, эсвэл хүчилтөрөгчийн молекулуудын ионжуулалт O + 4 д+2H2O = 4OH; хүчилтөрөгч (K) ба устөрөгчийн (K) үзүүлэлтүүдийг тус тус оруулсан болно.
Зэврэлтийн устөрөгчийн индекс нь зэврэлтийн явцад ялгарах H-ийн эзэлхүүнийг Су гэж нэрлэдэг.
Хүчилтөрөгчийн зэврэлтийн индекс нь процесст шингэсэн O-ийн эзэлхүүнийг Су-д хуваана.

Эсэргүүцлийн үзүүлэлт

Туршилтын тодорхой хугацааны туршид металлын дээжийн цахилгаан эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг зэврэлт (K) шинж тэмдэг болгон ашиглаж болно.
t хугацааны хувьд КR = (R/Ro) 100%
Энд Ro ба R нь зэврэлтээс өмнөх болон дараах дээжийн цахилгаан эсэргүүцэл юм.
Энэ арга нь зарим сул талтай: металлын зузаан нь туршилтын туршид ижил байх ёстой бөгөөд энэ шалтгааны улмаас эсэргүүцлийг ихэвчлэн тодорхойлдог, i.e. дээжийн нэгж талбайн цахилгаан эсэргүүцлийн өөрчлөлт (см, мм) нэгтэй тэнцүү урттай. Энэ арга нь хэрэглээний хязгаарлалттай (3 мм-ээс ихгүй хуудас металлын хувьд). Утасны дээжийн хувьд хамгийн үнэн зөв мэдээллийг олж авдаг. Энэ арга нь гагнасан холболтод тохиромжгүй.

Механик зэврэлтийн үзүүлэлт

Зэврэлтийн үед металлын аливаа шинж чанарын өөрчлөлт. Суналтын бат бэхийн өөрчлөлтийг харьцангуй ихэвчлэн ашигладаг. Хүч чадлын үзүүлэлтийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
Ko = (in/in) t хугацааны хувьд 100%
энд c нь цаг хугацааны явцад дээжийн зэврэлтээс хойш суналтын бат бэхийн өөрчлөлт; in – зэврэлтээс өмнөх эцсийн хүч чадал.

Зэврэлтийн гүнийн индекс

K – цаг хугацааны нэгжид Р металлын эвдрэлийн гүн (жишээлбэл, мм/жил).
Зэврэлтийг устгах гүн P нь дундаж эсвэл хамгийн их байж болно. Зэврэлтийн гүнийн индексийг металлын жигд ба жигд бус зэврэлтийг (орон нутгийн гэх мэт) тодорхойлоход ашиглаж болно. Энэ нь янз бүрийн нягтралтай металлын зэврэлтийн хурдыг харьцуулахад тустай. Масс, гүйдэл, эзэлхүүнээс гүн рүү шилжих нь жигд зэврэлтээр боломжтой.

Зэврэлт(Латин corrosio - зэврэлт) нь хүрээлэн буй орчинтой химийн болон физик-химийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд металыг аяндаа устгах явдал юм. Ерөнхийдөө энэ нь метал эсвэл керамик, мод, полимер гэх мэт аливаа материалыг устгах явдал юм. Зэврэлтийн шалтгаан нь бүтцийн материалын термодинамик тогтворгүй байдал, тэдгээртэй харьцах хүрээлэн буй орчны бодисуудын нөлөөлөл юм.

Жишээ нь усан дахь төмрийн хүчилтөрөгчийн зэврэлт юм: 4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3. Усжуулсан төмрийн гидроксид Fe(OH)3 нь зэв гэж нэрлэгддэг.

Машины зэврэлтээс хамгаалах механизм

Зэврэлтээс өөрийгөө хамгаалахыг оролдохын өмнө метал зэврэлт гэж юу вэ гэсэн асуултанд хариулах шаардлагатай. Өдөр тутмын амьдралд зэврэлт нь металлын гадаргуу дээр зэв гарч ирэх явдал юм. Зэв үүсэх гол механизм юу вэ?

Өнөөдрийг хүртэл энэ асуултад бүрэн хариулт өгөөгүй байгаа бөгөөд хийгдэж буй судалгааны үр дүнгээс үзэхэд зэврэлт үүсэх процесс нь маш нарийн төвөгтэй болохыг харуулж байна, учир нь түүний үүсэхэд металлын химийн найрлага, олон тооны хүчин зүйл нөлөөлдөг. түүний байгаа орчин, температур, даралт, хий байгаа эсэх гэх мэт. Ийм учраас уг ном нь зөвхөн зэврэлтийн онолын хамгийн энгийн мэдээллийг агуулдаг бөгөөд энэ талаархи мэдлэг нь машины биеийг зохих ёсоор хамгаалахад шаардлагатай байдаг. Уншигч санал болгож буй уран зохиолоос зэврэлтийн механизмын талаар илүү бүрэн ойлголттой болох боломжтой.

Төмрийн зэврэлт (өөрөөр хэлбэл, энэ үйл явцыг бид цааш нь авч үзэх болно) дор хаяж хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг байвал үүснэ: төмөр хиллэдэг электролит ба электролиттэй хиллэдэг өөр дамжуулагч. Хэвийн нөхцөлд электролит нь борооны ус, агаар мандлын чийг, цас, замын шороо юм. Машины их биетэй холбоотой хоёр дахь дамжуулагч нь ихэвчлэн дэлхийн гадаргуу, агаар мандал эсвэл машины ойролцоо байрладаг бусад гадны дамжуулагч юм. Электролитэд дүрсэн хоёр дамжуулагч (энэ тохиолдолд электрод гэж нэрлэдэг) нь гальваник эсийг үүсгэдэг. Гальваник эсийн гол шинж чанар нь хэрэв электродууд нь өөр өөр металлаар хийгдсэн бол ийм элемент нь хүчдэлийн эх үүсвэр болдог. Энэ тохиолдолд эерэг электродыг анод гэж нэрлэдэг сөрөг электродыг катод гэж нэрлэдэг.

Энгийн туршилт хийж үзээрэй. Нэг халбага ширээний давсыг нэг аяга бүлээн усанд уусгаж, хоёр хавтанг буулгана - нэг зэс, нөгөө нь ган. Хамгийн энгийн хүчдэлийн эх үүсвэр бэлэн боллоо. Вольтметрийн тусламжтайгаар та гальваник элемент нь хагас вольтоос бага хүчдэл үүсгэдэг болохыг хялбархан шалгаж болно. Хэрэв та туршилтаа хэд хоногийн турш үргэлжлүүлбэл гангийн гадаргуу дээр зэв хэрхэн гарч эхлэхийг анзаарах болно. Энэ механизмын тайлбар нь дараах байдалтай байна.

Физикийн хичээлээс харахад дамжуулагч нь электроныг гадаад орчинд гаргах чадвараараа тодорхойлогддог. Дамжуулагч бүр нь электронуудын үүлээр хүрээлэгдсэн байдаг бөгөөд тэдгээр нь дулааны энергийн нөлөөн дор тэндээс нисч, дараа нь тэдэнд юу ч саад болохгүй бол цахилгаан хүчний нөлөөн дор дамжуулагч руу буцаж ирдэг гэж тодорхой төсөөлж болно. Хэрэв металыг электролитэд байрлуулсан бол эерэг металлын ионууд (жишээлбэл, электронууд нь гадаад орчинд байгаа металлын атомууд) электролит руу шилжиж эхэлнэ. Үүний үр дүнд метал нь хэмжиж болох тодорхой потенциалыг олж авдаг. Практикт металлын потенциалыг тусгай стандарт электродтой холбож тодорхойлдог бөгөөд түүний потенциал нь тэг гэж тооцогддог. Стандарт электрод ба металлын хоорондох потенциалын зөрүүг стандарт электродын потенциал (SEP) гэж нэрлэдэг.

Хамгийн их сонирхол татдаг зүйл бол бага идэвхтэй металлын дэргэд электролит дахь төмрийг зэврүүлэх үйл явц юм. Энэ тохиолдолд төмөр нь илүү идэвхтэй металлын хувьд анод, бага идэвхтэй металл нь катод юм. Гальваник хосын хувьд илүү идэвхтэй металл болох анод нь үргэлж зэврдэг.

Анодын зэврэлт нь анод дахь исэлдэлт, катод дахь бууралт гэсэн хоёр төрлийн урвал дагалддаг. Дараахь зүйлд бид төмрийг (Fe) анод гэж үзэх болно, гэхдээ түүний зэврэлттэй холбоотой бүх үр дүн нь өмнө нь нэрлэгдсэн аливаа металлын хувьд чанарын хувьд хүчинтэй байна.

Исэлдэлтийн урвалыг төмрийн атомууд хоёр электроноо өгч, улмаар эерэг цэнэгтэй төмрийн ионууд (Fe2+) болж хувирдаг процесс гэж дүрсэлж болох бөгөөд тэдгээр нь анодтой холбогдох цэгт электролитийн уусмал руу шилждэг. Эдгээр хоёр электрон нь анод руу сөрөг цэнэг өгч улмаар катод руу гүйдэл гүйлгэж, эерэг ионуудтай нэгддэг. Үүний зэрэгцээ анодын эерэг ионууд нь электролитийн уусмалд үргэлж байдаг сөрөг цэнэгтэй гидроксил бүлгүүдтэй (OH) нийлдэг.

Анод дахь урвалыг схемийн дагуу дараах байдлаар бичиж болно.

Fe + 20Н- = Fe2+ + 2е + 20Н- = Fe(OH)2 + 2е

Төмрийн ионуудын нөлөөн дор устөрөгчийн ионууд (H +) катод дээр гарч ирдэг бөгөөд анодын электронууд нийлдэг. Энэ үйл явцыг схемийн дагуу дараах байдлаар дүрсэлсэн болно.

Н+ + 2е = 2Н = Н2

тэдгээр. Устөрөгчийн хувьсал катод дээр явагддаг.

Хэрэв анод ба катодын урвалууд нийлбэл ерөнхий зэврэлтийн урвалд хүргэдэг.

Fe + 2H20 = Fe(OH)2 + H2

Тиймээс төмөр нь ус ба идэвхгүй металлтай хослуулан төмрийн гидроксид болж хувирдаг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн зэв гэж нэрлэдэг.

Усанд нэмэлт давс байгаа нь электролитийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлж, улмаар анодын исэлдэлтийн хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Энэ тохиолдолд төмрийн хлорид ба давсны хүчлийн уусмал нэмж үүсдэг. Манай замчид жил бүрийн өвөл жолооч нарт ийм нөхцлийг бүрдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч хур тунадастай хамт ордог хүчиллэг бороо нь машины урт наслалтад нөлөөлдөггүй.

Зэврэлтийн чухал шинж чанар нь зэврэлтийн хурд бөгөөд энэ нь нэгж хугацаанд металл руу зэврэлт нэвтрэх гүн гэж тодорхойлогддог. Төмрийн хувьд хамгийн ердийн зэврэлт нь жилд 0.05-0.02 нм байна. Зэврэлтийн хурдны өгөгдсөн утгуудаас харахад машины 5 жилийн хугацаанд будагны бүрээс гэмтсэн тохиолдолд металлын зузаан нь 0.25-1 мм-ээр буурч болно, өөрөөр хэлбэл тусгай хамгаалалтын арга хэмжээ авбал үнэндээ. хангагдаагүй тохиолдолд метал нь тэдний хэлснээр зэв болно.

Тайлбарласан зэврэлтийн механизм нь энэ үзэгдэлтэй тэмцэх үндсэн аргуудыг мөн харуулж байна. Үндсэн арга бол катод эсвэл электролитийг арилгах явдал боловч машиныг хүрээлэн буй орчноос, ялангуяа дэлхийн гадаргуугаас тусгаарлах боломжгүй тул энэ арга нь хамгийн тохиромжтой биш юм. Хоёр сонголт үлдсэн - бүрээс ашиглан металыг электролитээс тусгаарлах эсвэл машины их биеийг анодоос катод болгон хувиргах.

Эхний арга нь бүх машин сонирхогчдод мэддэг бөгөөд практикт өргөн хэрэглэгддэг боловч зэврэлтийг зогсоодоггүй, харин металыг зэврэлтээс хамгаалдаг. Хэрэв будгийн ажил гэмтсэн бол зэврэлт нь металыг зэврүүлж эхэлдэг бөгөөд бүрхүүлийг дахин хэрэглэх нь их цаг хугацаа, материалын зардалтай холбоотой байдаг (Хавсралт 1, 2).

Машины их биений хамгийн эмзэг хэсэг нь тавцан, дотоод дам нуруу, хажуугийн хэсгүүд, тулгуур багана, хаалганы дотоод гадаргуу, тааз, бараг бүх машины их бие гэх мэт далд хөндий ба ан цавууд юм (Хавсралт 1-ийг үзнэ үү). Нуугдсан хагарал, хөндийн нарийн төвөгтэй хэлбэр нь гадаргууг будах болон будахад зохих ёсоор бэлтгэхэд хэцүү бөгөөд ихэнхдээ боломжгүй болгодог бөгөөд эдгээр газруудад нугалж буй металлын дотоод стресс нь түүний хүчтэй зэврэлтэнд хувь нэмэр оруулдаг. Ийм нөхцөлд суудлын автомашины биеийн эвдрэлээс өмнө ашиглалтын хугацаа 6 жил байна.

Үүний зэрэгцээ, будгийн ажлыг тогтмол сэргээн засварлахын ач холбогдлыг үгүйсгэхгүйгээр зохиогч машины их биеийг зэврэлтээс хамгаалах тэс өөр арга, тухайлбал биеийн чадавхийг өөрчлөх замаар зэврэлтээс хамгаалах процессыг бүрэн зогсооход анхаарлаа хандуулав. . Энэ аргыг уран зохиолд катодын хамгаалалт гэж нэрлэдэг.

Металлын катодын хамгаалалт нь зэврэлтийн хурд нь гальваник хосыг үүсгэдэг металлын идэвхжилтэй пропорциональ байдагт суурилдаг. Хэвийн нөхцөлд машины их бие нь анод учраас зэвэрдэг. Хэрэв та гаднах хүчдэлийн эх үүсвэрийг ашиглан эсвэл илүү идэвхтэй металлтай шүргэх замаар гадаад орчинтой харьцуулахад биеийн потенциалыг өөрчилвөл машины их бие нь өөрөө катод болж, огт зэврэхгүй (наад зах нь). зэврэлтийн түвшин хэдэн зуу дахин буурч), анод муудаж эхэлнэ. Хамгаалагдсан металлын потенциалыг өөрчлөх аргын дагуу тахилын болон цахилгаан химийн хамгаалалтыг ялгадаг. Гэсэн хэдий ч хамгаалалтын аргуудыг авч үзэхээсээ өмнө янз бүрийн үйл ажиллагааны нөхцөлд машины зэврэлтийн шинж чанарыг тайлбарлах нь зүйтэй.

Ашиглалтын явцад машины зэврэлт ба түүнтэй тэмцэх идэвхгүй аргууд

Машины хадгалах нөхцөл нь машины биеийн зэврэлтэнд онцгой нөлөө үзүүлдэг. Энэ нь автомашиныг ихэвчлэн гаражид байрлуулж, багахан хугацаанд хөдөлгөөнд оруулдагтай холбоотой юм. Жолоо барьж байх үед машиныг цэвэр агаараар эрчимтэй үлээж, "агааржуулалт" хийдэг бөгөөд энэ нь бусад бүх зүйл ижил байвал зэврэлтийг бууруулдаг.

Хадгалах нөхцөлийг эхний байдлаар машиныг задгай зогсоолд (саравчны доор оруулаад) хадгалах, гаражид хадгалах гэж хувааж болно. Хадгалах сонголтыг авч үзье.

Нээлттэй зогсоол дахь машины зэврэлт

Нээлттэй зогсоол дээр машин нь агаар, хур тунадасны чийгэнд байнга өртдөг. Дулааны улиралд бага ба дундаж чийгшилтэй нөхцөлд, агаарын температур өөрчлөгдөх үед (жишээлбэл, орой эсвэл өглөө эрт) агаар мандлын чийг нь машины бүх гадаргуу дээр, бүхээгийн гадна болон дотор аль алинд нь өтгөрдөг. Түүний хамгийн их хуримтлал нь далд хөндийд (босго, хажуугийн гишүүд, тулгуур багана, хаалганы дотоод гадаргуу, гоёл чимэглэлийн бүрээсийн доорхи таазанд) ажиглагддаг. Үүний үр дүнд эдгээр нь ихэвчлэн биеийн хүрэхэд хэцүү хэсгүүд бусдаас илүү зэврэлтэнд өртдөг. Агаарын өндөр чийгшилтэй эсвэл хур тунадасны үед чийг нь машины бүх гадаргуу дээр жигд тархдаг бөгөөд энэ нь зогсонги байдалд ордоггүй тул зэврэлтийн процессыг хамгийн бага хэмжээгээр үүсгэдэг.

Гэхдээ энэ тохиолдолд машины дотоод хэсэгт чийг хуримтлагдах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тиймээс, автомашиныг задгай зогсоолд хадгалах үед түүний биеийн дотоод гадаргуу нь зэврэлтэнд хамгийн өртөмтгий байдаг. Гаднах гадаргуу нь зөвхөн будгийн ажил гэмтсэн тохиолдолд зэврдэг.

Хачирхалтай мэт санагдаж байгаа ч машиныг майхан дор хадгалахдаа нэмэлт урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах шаардлагатай. Саравч (жишээлбэл, брезентээр хийсэн) нь машиныг тоос шороо, шороо, цас, хэсэгчлэн уснаас найдвартай хамгаалдаг боловч машиныг агаарын чийгэнд өртөхөөс огт хамгаалдаггүй. Түүгээр ч зогсохгүй чийг нь саравчны доор өтгөрч, машины биед удаан хугацаагаар үлддэг. Тиймээс, саравчны доорх машин нь усан ваннд байдаг бөгөөд энэ нь зуны улиралд шөнийн сэрүүн болсны дараа агаарын температур нэмэгдэхэд машины зэврэлтэнд хувь нэмэр оруулдаг. Энэ тохиолдолд зэв үүсэх механизм нь өмнөх хэлэлцүүлгээс тодорхой харагдаж байна. Машины их бие ба чийглэг агаар нь нийлээд гальваник хосыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь машины их бие нь анод юм. Хэрэв бүрээс нь машины гадаргуу дээр хүрвэл будагны бүрээс нь зэврэлтээс хамгаалж чадахгүй, зэв нь будагнаас гардаг.

Ер нь шинэ машин зэвэрсэн төмөр овоолго болоход зуны хэдэн өглөөний манан хангалттай байдаг. Тиймээс хэрэв та машинаа саравчаар бүрхсэн бол дараах дүрмийг баримтлах хэрэгтэй.

1. Бүрээсийг машины их биетэй шүргэхийг хориглоно;
2. бүрээсийн доор агааржуулагчийг хангах;
3. Үе үе, ялангуяа өндөр чийгшил, температурын өөрчлөлтийн үед тагийг авч, машиныг агааржуулах.

Эдгээр дүрмийг янз бүрийн аргаар хэрэгжүүлж болно.

Шат хэлбэртэй хүрээ нь 40х40 мм хэмжээтэй duralumin булангаар хийгдсэн байдаг. Хүрээний урт нь машины урттай тохирч, хүрээний өргөн нь машины өргөнөөс арай том байна. Дунд хүрээний хөндлөн элементүүдийг шураг эсвэл олс ашиглан машины дээврийн тавиур дээр бэхэлсэн.

Үүссэн хүрээний дээгүүр тэгш өнцөгт брезент шиддэг. Энэхүү загвар нь автомашиныг бороо, шорооноос хамгаалж, агааржуулалт сайтай (урд болон хойд хана байхгүй тул) хэдхэн минутын дотор задалж, угсарч болно.

Гаражид хадгалах үед машины зэврэлт

Эхлээд харахад гараж нь машиныг гадны хур тунадасаас хамгаалдаг тул машиныг удаан хугацаагаар хадгалах хамгийн сайн нөхцлийг гаражид бий болгодог. Гэсэн хэдий ч олон тооны судалгаагаар энэ нь зөвхөн агаарын чийгшил багатай үед л үнэн болохыг харуулсан. Өндөр чийгшилтэй нөхцөлд (дунд бүсэд энэ үе нь намар, ялангуяа хавар, бараг зургаан сар орно) бетонон шалтай энгийн ган хайрцагт металлын зэврэлтийн хэмжээ жилд 1 мм, энэ нь 5-20 дахин их байдаг. ил задгай агаарт байгаа хэмжээнээс өндөр байна. Үүний шалтгаан нь анх харахад парадоксик үзэгдэл юм гаражийн металл хана нь нэмэлт катодын жишээ болж, зэврэлтийн хурдыг нэмэгдүүлдэг. Ийм том нэмэлт катод байгаа нь бүхэл бүтэн орон сууцны дотор болон гадна талд зэврэлт үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд агаар мандлын илүү чийглэг доод давхаргад байрладаг биеийн хэсгүүд - шал, ёроол, дугуйны обуд, дамжуулалт илүү их хэмжээгээр өвддөг.

Машиныг илүү сайн хадгалахын тулд гаражийн ханыг будаж, шалыг гүний уснаас найдвартай хамгаалсан байх ёстой. Үүний тулд бетон, асфальт эсвэл буталсан чулууг тавихаас өмнө шалны гадаргууг бүрэн бүрхэх полиэтилен хавтанг байрлуулснаар та гараашаа хөрсөнд агуулагдах чийгээс найдвартай хамгаалах болно, энэ нь тухайн хугацаанд онцгой чухал юм. намрын бороо, хаврын үерийн . Зарим машин сонирхогчид гаражийн хана, шалыг модоор бүрсэн байдаг. Гэсэн хэдий ч тээврийн хэрэгслийн ийм хамгаалалт нь галын аюулгүй байдлыг эрс бууруулдаг. Тиймээс хэрэв боломжтой бол энэ зорилгоор асбестын бүрээс эсвэл шилэн материалыг ашиглах нь дээр. Гаражийг зохион байгуулахдаа агааржуулалт хийхээ мартуузай. Гаражийн агааржуулалт нь тогтмол агаарын солилцоог дэмжиж, агаарын чийгшлийг бууруулж, улмаар зэврэлтийн хурдыг удаашруулдаг. Гаражийн агааржуулалтыг хангах хамгийн энгийн арга бол шалнаас дээш 30-40 см өндөрт босоо суурилуулсан асбест хоолойг ашиглах бөгөөд гаражийн дээврээс дээш 1 м өндөрт өргөх явдал юм.

50-60 м3 эзэлхүүнтэй стандарт гаражид зориулсан хоолойн диаметр нь дор хаяж 20 см байх ёстой бөгөөд хоолойгоор дамжин гаражид бороо орохоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд дээд талыг нь металл конусаар чимэглээрэй. газардуулсан.

Хөдөлгөөнт машины зэврэлт

Дүрмээр бол жолоодох үед машины биеийн зэврэлтийн түвшин буурдаг. Энэ үзэгдлийн шалтгаан нь ирж буй агаар нь машины их биеийг эрчимтэй үлээж, үүний үр дүнд агаарын чийгшил машины биеийн гадна болон дотор аль алинд нь буурдаг. Гэсэн хэдий ч бохир, нойтон замаар явахдаа өвлийн улиралд зам дээр цацсан бороо, цас, давсны их биед үзүүлэх нөлөө нь элс, жижиг чулуу, мөсөн бүрхүүл, чичиргээний механик нөлөөлөлтэй хавсарч . бүрэх хөгшрөлт, эвдрэл. Энэ тохиолдолд хамгийн эмзэг газар бол урд болон хойд далавчны дотоод гадаргуу, доод хэсэг, дамжуулалт, түдгэлзүүлэлт юм. Чийгтэй хослуулсан механик стресс нь машины биеийн эдгээр хэсгүүдийг эхлээд зэврүүлж эхэлдэг.

Хөдөлж буй машины их биеийг хамгаалах хамгийн алдартай арга бол ёроолыг зэврэлтээс хамгаалах, хаалтны доторлогоо ашиглах явдал юм. Доод талын хамгийн сайн хамгаалалтын бүрхүүл бол резинэн давирхай дээр суурилсан бүрхүүл бөгөөд энэ нь металд маш сайн наалддаг бөгөөд механик хэсгүүд (элс, шороо) гацаж, металлд хүрэхгүй зузаан, сул давхарга үүсгэдэг.

Хаалтны доторлогоо нь далавчны дотоод гадаргууг шороо, элсний механик нөлөөллөөс төгс хамгаалдаг. Үүний зэрэгцээ хаалтны доторлогоо ба тэдгээрийн хамгаалж буй гадаргуугийн хооронд хаалттай орон зай үүсдэг бөгөөд энэ нь чийгийг хуримтлуулахад хувь нэмэр оруулдаг. Тиймээс хаалтны доторлогоог суурилуулахдаа агааржуулалтын агаарыг чөлөөтэй нэвтрүүлэх шаардлагатай бөгөөд машиныг удаан хугацаагаар зогсоосон үед хаалтны доторлогоог арилгах нь зүйтэй.

Дээрх баримтууд болон автомашин сонирхогчдын өөрсдийнх нь ажиглалтууд нь машины биеийн зэврэлт үүсэх олон янзын нөхцөл байдлыг харуулж байна. Эдгээр сортуудын дотроос бид хамгийн их нөлөө үзүүлдэг хоёр нөхцлийг онцлон тэмдэглэж байна: орон нутгийн чийг хуримтлагдах газар үүсэх, машины биеийн дотоод болон гадаад гадаргуу дээр чийгийн конденсац үүсэх. Эдгээр тохиолдлуудад катодын хамгаалалтын аргуудыг авч үзэх болно.

МЕТАЛЛЫН ЗЭВРЭЛТ- металл (хайлш) ба хүрээлэн буй орчны физик-химийн эсвэл химийн харилцан үйлчлэл нь метал (хайлш), хүрээлэн буй орчин эсвэл тэдгээрийг агуулсан техникийн системийн функциональ шинж чанар муудахад хүргэдэг.

Зэврэлт гэдэг үг нь латин "corrodo" - "зах" гэсэн үгнээс гаралтай (Хожуу Латин "corrosio" нь "зэврэлт" гэсэн утгатай).

Зэврэлт нь метал ба хүрээлэн буй орчны хоорондох интерфэйс дээр үүсдэг металл ба хүрээлэн буй орчны бодисуудын хоорондох химийн урвалын улмаас үүсдэг. Ихэнхдээ энэ нь металлын исэлдэлт, жишээлбэл, атмосферийн хүчилтөрөгч эсвэл металлтай харьцдаг уусмалд агуулагдах хүчил юм. Устөрөгчийн зүүн талд байрлах хүчдэлийн цувралд (үйл ажиллагааны цуврал) байрладаг металлууд, түүний дотор төмрүүд үүнд өртөмтгий байдаг.

Зэврэлтээс болж төмөр зэв . Энэ үйл явц нь маш нарийн төвөгтэй бөгөөд хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг. Үүнийг хураангуй тэгшитгэлээр тодорхойлж болно:

4Fe + 6H 2 O (чийг) + 3O 2 (агаар) = 4Fe(OH) 3

Төмрийн (III) гидроксид нь маш тогтворгүй, хурдан ус алдаж, төмрийн (III) исэл болж хувирдаг. Энэ нэгдэл нь төмрийн гадаргууг цаашид исэлдэлтээс хамгаалахгүй. Үүний үр дүнд төмрийн объектыг бүрэн устгах боломжтой.

Олон металууд, түүний дотор нэлээд идэвхтэй (жишээлбэл, хөнгөн цагаан) зэврэлтэнд өртөх үед исэлдүүлэгч бодисыг гүн давхаргад нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөггүй нягт, сайн наалдсан ислийн хальсаар хучигдсан байдаг тул металлыг зэврэлтээс хамгаалдаг. Энэ хальсыг арилгахад метал нь агаар дахь чийг, хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилж эхэлдэг.

Хэвийн нөхцөлд хөнгөн цагаан нь агаар, ус, тэр ч байтугай буцалж буй усанд тэсвэртэй боловч хөнгөн цагааны гадаргуу дээр мөнгөн ус түрхвэл үүссэн амальгам нь ислийн хальсыг устгаж, гадаргуугаас түлхэж, металл нь хөнгөн цагааны цагаан ширхэг болж хувирдаг. метагидроксид:

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

Нэгтгэсэн хөнгөн цагаан нь устай урвалд орж устөрөгч ялгаруулна.

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

Зарим идэвхгүй металлууд зэврэлтэнд өртөмтгий байдаг. Чийглэг агаарт үндсэн давсны хольц үүссэний үр дүнд зэсийн гадаргуу нь ногоон өнгөтэй бүрээстэй (патина) бүрхэгдсэн байдаг.

Заримдаа метал зэврэх үед энэ нь исэлдэлт биш харин хайлшид агуулагдах зарим элементийн бууралтаас болдог. Жишээлбэл, өндөр даралт, температурт ганд агуулагдах карбидыг устөрөгчөөр багасгадаг.

Металлыг устөрөгчийн оролцоотойгоор устгадаг нь XIX зууны дундуур нээгдсэн. Францын инженер Сент-Клэр Девилл бууны торны гэнэтийн хагарлын шалтгааныг судалжээ. Тэдний химийн шинжилгээний явцад тэрээр металлаас устөрөгчийг олж илрүүлжээ. Девилл гангийн бат бөх байдлын огцом бууралтын шалтгаан нь устөрөгчийн ханалт гэж шийджээ.

Устөрөгч нь үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал химийн процессуудын нэг болох аммиакийн синтезийн тоног төхөөрөмжийг зохион бүтээгчдэд ихээхэн бэрхшээл учруулсан. Энэхүү синтезийн анхны төхөөрөмжүүд хэдэн арван цаг үргэлжилсэн бөгөөд дараа нь жижиг хэсгүүдэд хуваагдсан. Ган дээр зөвхөн титан, ванади эсвэл молибден нэмэх нь энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалсан.

Металлын зэврэлт нь тэдгээрийн шингэн хайлсан металл (натри, хар тугалга, висмут) дахь уусалтыг, ялангуяа цөмийн реакторуудад хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг.

Стехиометрийн хувьд металлын зэврэлтийг тодорхойлсон урвалууд нь маш энгийн боловч механизмын хувьд тэдгээр нь нарийн төвөгтэй гетероген процессуудад хамаардаг. Зэврэлтийн механизм нь түрэмгий орчны төрлөөр тодорхойлогддог.

Металл материал нь химийн идэвхтэй хийтэй харьцах үед түүний гадаргуу дээр урвалын бүтээгдэхүүний хальс гарч ирдэг. Энэ нь метал ба хий хоёрын цаашдын холбоо барихаас сэргийлдэг. Хэрэв энэ хальсаар урвалд орж буй бодисын эсрэг тархалт үүсвэл урвал үргэлжилнэ. Өндөр температурт процессыг хөнгөвчилдөг. Зэврэлтийн үед бүтээгдэхүүний хальс тасралтгүй өтгөрч, металл устаж үгүй ​​болдог. Өндөр температурт ашигладаг металлурги болон бусад үйлдвэрүүд хийн зэврэлтээс болж их хэмжээний хохирол амсдаг.

Зэврэлт нь электролитийн орчинд хамгийн их тохиолддог. Технологийн зарим процесст металууд хайлсан электролиттэй харьцдаг. Гэсэн хэдий ч ихэвчлэн зэврэлт нь электролитийн уусмалд тохиолддог. Металлыг шингэнд бүрэн дүрэх шаардлагагүй. Металлын гадаргуу дээр электролитийн уусмалууд нь нимгэн хальс хэлбэрээр байж болно. Тэд ихэвчлэн метал (хөрс, бетон гэх мэт) хүрээлэн буй орчинд нэвчдэг.

Москва хотын метроны гүүр болон Ленинские Горы өртөөний барилгын ажлын явцад хатуураагүй байгаа бетоныг хөлдөхгүйн тулд бетонд их хэмжээний натрийн хлорид нэмсэн. Уг станцыг хамгийн богино хугацаанд (15 сарын дотор) барьж, 1959 оны 1-р сарын 12-нд ашиглалтад оруулсан боловч бетонд натрийн хлорид агуулагдаж байсан нь ган арматурыг эвдэх шалтгаан болжээ. Төмөр бетон бүтээцийн 60% нь зэврэлтэнд өртсөн тул станцыг сэргээн засварлахаар хаасан. , бараг 10 жил үргэлжилнэ. Зөвхөн 2002 оны 1-р сарын 14-нд Воробьевый Горы хэмээх метроны гүүр, станцыг дахин нээв.

Зам, явган хүний ​​зам дээрх цас, мөсийг арилгахын тулд давс (ихэвчлэн натри эсвэл кальцийн хлорид) ашиглах нь металыг хурдан задлахад хүргэдэг. Тээврийн хэрэгсэл, газар доорхи харилцаа холбоо ноцтойгоор хохирч байна. Зөвхөн АНУ-д цас, мөстэй тэмцэхэд давс ашиглах нь хөдөлгүүрийн зэврэлтээс болж жилд ойролцоогоор 2 тэрбум ам.долларын алдагдал, зам, газар доорхи хурдны зам, гүүрний нэмэлт засварт 0.5 тэрбум ам.долларын хохирол учруулдаг гэсэн тооцоо бий.

Электролитийн орчинд зэврэлт нь хүчилтөрөгч, ус эсвэл хүчлийн металлын үйлчлэлээс гадна цахилгаан химийн процессоос үүсдэг. 19-р зууны эхээр аль хэдийн. Цахилгаан химийн зэврэлтийг Английн эрдэмтэн Хамфри Дэви, Майкл Фарадей нар судалжээ. Цахилгаан химийн зэврэлтийн анхны онолыг 1830 онд Швейцарийн эрдэмтэн Де ла Рив дэвшүүлсэн. Энэ нь хоёр өөр металлын холбоо барих цэг дээр зэврэлт үүсэхийг тайлбарлав.

Цахилгаан химийн зэврэлт нь илүү идэвхтэй металуудыг хурдан устгахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн механизм, төхөөрөмжид цахилгаан химийн хүчдэлийн цувралын баруун талд байрлах бага идэвхтэй металлуудтай харьцдаг. Далайн усанд ажилладаг төмөр эсвэл хөнгөн цагаан байгууламжид зэс эсвэл гуулин эд ангиудыг ашиглах нь зэврэлтийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Төмөр бүрээсийг зэс таваар бэхэлсэн хөлөг онгоцыг сүйтгэж, живүүлсэн тохиолдол байдаг.

Тус тусад нь хөнгөн цагаан, титан нь далайн усанд тэсвэртэй боловч нэг бүтээгдэхүүнд, тухайлбал, усан доорх гэрэл зургийн төхөөрөмжийн орон сууцанд хүрэлцэх юм бол хөнгөн цагаан нь маш хурдан эвдэрч, орон сууц нь гоожиж байдаг.

Цахилгаан химийн процесс нь нэгэн төрлийн металлд ч тохиолдож болно. Бөөн болон хил дээрх металлын ширхэгийн найрлага дахь ялгаа, нэг төрлийн бус механик стресс, бичил хольц гэх мэт тохиолдолд тэдгээр нь идэвхждэг. Владимир Александрович Кистяковский (1865-1952), Александр Наумович Фрумкин (1895-1976) зэрэг металл материалын цахилгаан химийн зэврэлтийн ерөнхий онолыг боловсруулахад манай олон эх орон нэгтнүүд оролцсон.

Цахилгаан химийн зэврэлт үүсэх шалтгаануудын нэг нь цахилгаан хэлхээнээс гүйдлийн нэг хэсэг нь хөрс эсвэл усан уусмал руу урсаж, метал хийц дээр унасантай холбоотой гарч ирдэг тэнэмэл гүйдэл юм. Эдгээр байгууламжаас гүйдэл гарахад металлын уусалт хөрс эсвэл усанд дахин эхэлдэг. Тэсэн гүйдлийн нөлөөн дор металыг устгах ийм бүсүүд нь ялангуяа газрын цахилгаан тээврийн (трамвайн шугам, цахилгаан төмөр замын тээвэр) хэсэгт ажиглагддаг. Эдгээр гүйдэл нь хэд хэдэн амперт хүрч болох бөгөөд энэ нь их хэмжээний зэврэлтэнд хүргэдэг. Жишээлбэл, нэг жилийн хугацаанд 1 А гүйдэл дамжихад 9.1 кг төмөр, 10.7 кг цайр, 33.4 кг хар тугалга уусдаг.

Зэврэлт нь цацраг туяа, түүнчлэн бактери болон бусад организмын хаягдал бүтээгдэхүүний нөлөөн дор үүсч болно. Металл хийцүүдийн гадаргуу дээр бактери үүсэх нь био зэврэлтийн үзэгдэлтэй холбоотой байдаг. Далайн жижиг организм бүхий хөлөг онгоцны усан доорх хэсэг бохирдох нь зэврэлтэнд нөлөөлдөг.

Металл нь гадаад орчин, механик нөлөөлөлд нэгэн зэрэг өртөх үед зэврэлтээс хамгаалах бүх процесс идэвхждэг, учир нь энэ нь металын дулааны тогтвортой байдлыг бууруулж, металлын гадаргуу дээрх оксидын хальсыг устгаж, хагарал, жигд бус байдал үүссэн газруудад цахилгаан химийн процессыг эрчимжүүлдэг.

Зэврэлт нь металлын эргэлт буцалтгүй алдагдалд хүргэдэг; жил бүр үйлдвэрлэсэн төмрийн 10 орчим хувь нь бүрэн устдаг. ОХУ-ын ШУА-ийн Физик химийн хүрээлэнгийн мэдээлснээр Орост зургаа дахь домен зуух бүр дэмий ажилладаг - хайлсан бүх металл зэв болж хувирдаг. Металл хийц, хөдөө аж ахуй, тээврийн хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийг сүйтгэх нь зогсолт, осол аваар, бүтээгдэхүүний чанар муудах шалтгаан болдог. Боломжит зэврэлтийг харгалзан үзэхэд өндөр даралтын төхөөрөмж, уурын зуух, хорт болон цацраг идэвхт бодис хадгалах металл сав гэх мэт үйлдвэрлэлд металлын өртөг нэмэгдэхэд хүргэдэг. Энэ нь зэврэлтээс үүсэх нийт алдагдлыг нэмэгдүүлдэг. Зэврэлтээс хамгаалахад их хэмжээний мөнгө зарцуулах шаардлагатай. Зэврэлтээс хамгаалах шууд алдагдал, шууд бус алдагдал, зардлын харьцааг (3-4):1:1 гэж тооцсон. Аж үйлдвэржсэн орнуудад зэврэлтээс үүдэлтэй хохирол нь үндэсний орлогын 4% -д хүрдэг. Манай улсад энэ нь жилд хэдэн тэрбум рубль болдог.

Металл үйлдвэрлэл тасралтгүй нэмэгдэж, тэдгээрийн ашиглалтын нөхцөлийг чангатгаж байгаагаас зэврэлтээс үүсэх асуудал байнга улам бүр дордсоор байна. Металл хийцийг ашиглах орчин улам бүр түрэмгий болж, тэр дундаа түүний бохирдлоос болж байна. Технологид хэрэглэгддэг металл бүтээгдэхүүн нь улам бүр өндөр температур, даралт, хий, шингэний хүчтэй урсгалын нөхцөлд ажилладаг. Тиймээс металл материалыг зэврэлтээс хамгаалах асуудал улам бүр хамааралтай болж байна. Металл зэврэлтээс бүрэн сэргийлэх боломжгүй тул түүнтэй тэмцэх цорын ганц арга зам бол түүнийг удаашруулах арга замыг хайх явдал юм.

Металлыг зэврэлтээс хамгаалах асуудал бараг ашиглалтын эхэн үед үүссэн. Хүмүүс металлыг агаар мандлын нөлөөллөөс хамгаалахыг өөх тос, тос, дараа нь бусад металлаар бүрэх, хамгийн гол нь бага хайлдаг цагаан тугалга (цагаан тугалга) ашиглан хамгаалахыг оролдсон. Эртний Грекийн түүхч Геродот (МЭӨ 5-р зуун), эртний Ромын эрдэмтэн Плиний Ахлагч (МЭӨ 1-р зуун) нарын бүтээлүүдэд төмрийг зэврэлтээс хамгаалахын тулд цагаан тугалга ашигласан тухай дурдсан байдаг. Одоогийн байдлаар зэврэлттэй тэмцэх ажлыг нэг дор хэд хэдэн чиглэлээр явуулж байна - тэд металл бүтээгдэхүүн ажиллаж буй орчныг өөрчлөх, материалын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдалд нөлөөлж, металл ба гадны түрэмгий бодисуудын хооронд холбоо барихаас урьдчилан сэргийлэхийг оролдож байна. орчин.

Зэврэлтийг зөвхөн идэвхгүй орчинд, жишээлбэл, аргоны уур амьсгалд бүрэн урьдчилан сэргийлэх боломжтой боловч ихэнх тохиолдолд бүтэц, механизмыг ажиллуулах явцад ийм орчинг бий болгох боломжгүй юм. Практикт орчны идэмхий чанарыг багасгахын тулд тэд түүнээс хамгийн идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зайлуулахыг хичээдэг, жишээлбэл, усан уусмал, металуудтай харьцах хөрсний хүчиллэгийг бууруулдаг. Төмөр ба түүний хайлш, зэс, гууль, цайр, хар тугалга зэрэг зэврэлттэй тэмцэх аргуудын нэг бол усан уусмалаас хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг зайлуулах явдал юм. Эрчим хүчний салбар болон технологийн зарим салбарт усыг хлоридоос чөлөөлдөг бөгөөд энэ нь орон нутгийн зэврэлтийг өдөөдөг. Хөрсний хүчиллэгийг бууруулахын тулд шохойжилт хийдэг.

Агаар мандлын түрэмгий байдал нь чийгшилээс ихээхэн хамаардаг. Аливаа металлын хувьд тодорхой чухал харьцангуй чийгшил байдаг бөгөөд үүнээс доогуур нь атмосферийн зэврэлтэнд өртдөггүй. Төмөр, зэс, никель, цайрын хувьд 50-70% байна. Заримдаа түүхэн үнэ цэнэтэй зүйлсийг хадгалахын тулд тэдгээрийн температурыг зохиомлоор шүүдэр цэгээс дээш байлгадаг. Хаалттай орон зайд (жишээлбэл, савлагаатай хайрцагт) чийгийг цахиур гель эсвэл бусад шингээгч ашиглан бууруулдаг. Аж үйлдвэрийн уур амьсгалын түрэмгий байдлыг голчлон түлшний шаталтын бүтээгдэхүүнээр тодорхойлдог. см. БАЙГАЛЬ ОРЧНЫ БОХИРДОЛ). Хүчиллэг бороо орохоос сэргийлж, хортой хийн ялгаруулалтыг арилгах нь зэврэлтээс үүсэх алдагдлыг бууруулахад тусалдаг.

Усан орчинд бага хэмжээгээр (ихэвчлэн 1% -иас бага) усан уусмалд нэмдэг зэврэлтийг дарангуйлагч ашиглан металлын устгалыг удаашруулж болно. Эдгээр нь металлын гадаргууг идэвхгүйжүүлэх, өөрөөр хэлбэл исэл эсвэл бусад муу уусдаг нэгдлүүдийн нимгэн, өтгөн хальс үүсэхийг дэмждэг бөгөөд энэ нь үндсэн бодисыг устгахаас сэргийлдэг. Энэ зорилгоор зарим натрийн давс (карбонат, силикат, борат) болон бусад нэгдлүүдийг ашигладаг. Хэрэв сахлын хутга нь калийн хромат уусмалд дүрвэл илүү удаан үргэлжлэх болно. Органик дарангуйлагчийг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд энэ нь органик бусаас илүү үр дүнтэй байдаг.

Зэврэлтээс хамгаалах аргуудын нэг нь зэврэлтэнд тэсвэртэй шинэ материалыг бий болгоход суурилдаг. Идэмхий металлыг орлуулах эрэл хайгуул үргэлжилж байна. Хуванцар, керамик, шил, резин, асбест, бетон нь хүрээлэн буй орчны нөлөөнд илүү тэсвэртэй боловч бусад олон шинж чанараараа тэдгээр нь үндсэн бүтцийн материал болж үйлчилдэг металлаас доогуур байдаг.

Эрхэм металлууд нь зэврэлтэнд бараг тэсвэртэй боловч өргөн хэрэглээний хувьд хэтэрхий үнэтэй байдаг тул тэдгээрийг зөвхөн хамгийн чухал хэсгүүдэд, жишээлбэл, зэврэлтгүй цахилгаан контакт үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Никель, хөнгөн цагаан, зэс, титан, тэдгээрт суурилсан хайлш нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Тэдний үйлдвэрлэл нэлээд хурдацтай хөгжиж байгаа боловч одоо ч гэсэн хамгийн хүртээмжтэй, өргөн хэрэглэгддэг металл нь хурдан зэвэрсэн төмөр хэвээр байна. Хайлшийг ихэвчлэн төмөр дээр суурилсан хайлшийг зэврэлтээс хамгаалахад ашигладаг. Төмөрөөс гадна хром, никель агуулсан зэвэрдэггүй ганг ингэж гаргаж авдаг. Бидний цаг үеийн хамгийн түгээмэл зэвэрдэггүй ган, 18-8-р анги (18% хром, 8% никель) нь 1923 онд гарч ирсэн. Энэ нь чийг, хүчилтөрөгчийн нөлөөнд нэлээд тэсвэртэй. Манай орны анхны тонн зэвэрдэггүй ганг 1924 онд Златоуст хайлуулж байжээ. Өнөө үед хром, никельээс гадна манган, молибден, вольфрам болон бусад химийн элементүүдийг агуулсан ийм гангийн олон төрлийн сортуудыг боловсруулсан. Цайр, хөнгөн цагаан, хром зэрэг хямд төмрийн хайлшийг гадаргуугийн хайлшийг ихэвчлэн ашигладаг.

Агаар мандлын зэврэлтийг эсэргүүцэхийн тулд чийг, агаар мандлын хүчилтөрөгчийн нөлөөнд илүү тэсвэртэй бусад металлын нимгэн бүрхүүлийг ган бүтээгдэхүүнд хэрэглэдэг. Хром, никель бүрээсийг ихэвчлэн ашигладаг. Хром бүрээс нь ихэвчлэн ан цав агуулсан байдаг тул тэдгээрийг ихэвчлэн гоёл чимэглэлийн багатай никель бүрээс дээр хэрэглэдэг. Хүнсний бүтээгдэхүүнд агуулагдах органик хүчлээр цагаан тугалгатай лаазыг зэврэлтээс хамгаалахад их хэмжээний цагаан тугалга шаардагдана. Удаан хугацааны туршид кадми нь гал тогооны сав суулгыг өнгөлөхөд ашигладаг байсан ч одоо энэ металл эрүүл мэндэд аюултай бөгөөд кадми бүрээсийг зөвхөн технологид ашигладаг болохыг мэддэг болсон.

Зэврэлтийг удаашруулахын тулд металл гадаргуу дээр лак, будаг, эрдэс тос, тосолгооны материалыг хэрэглэнэ. Газар доорх байгууламжууд нь битум эсвэл полиэтиленийн зузаан давхаргаар хучигдсан байдаг. Ган хоолой, савны дотоод гадаргууг хямд цементэн бүрээсээр хамгаалдаг.

Будгийн ажлыг илүү найдвартай болгохын тулд металл гадаргууг шороо, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнээс сайтар цэвэрлэж, тусгай эмчилгээ хийдэг. Ган бүтээгдэхүүний хувьд ортофосфорын хүчил (H 3 PO 4) болон түүний давс агуулсан зэв хувиргагчийг ашигладаг. Тэд үлдэгдэл ислийг уусгаж, фосфатын өтгөн, удаан эдэлгээтэй хальс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний гадаргууг хэсэг хугацаанд хамгаалж чаддаг. Дараа нь металыг праймер давхаргаар бүрсэн бөгөөд энэ нь гадаргуу дээр сайн наалдаж, хамгаалалтын шинж чанартай байх ёстой (ихэвчлэн улаан хар тугалга эсвэл цайрын хроматыг ашигладаг). Үүний дараа л лак эсвэл будгийг хэрэглэж болно.

Зэврэлттэй тэмцэх хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг бол цахилгаан химийн хамгаалалт юм. Өрөмдлөгийн тавцан, гагнасан металл суурь, газар доорх шугам хоолойг хамгаалахын тулд тэдгээрийг гадны гүйдлийн эх үүсвэрт катод хэлбэрээр холбодог. Туслах идэвхгүй электродуудыг анод болгон ашигладаг.

Ийм хамгаалалтын өөр нэг хувилбар нь харьцангуй жижиг ган хийц эсвэл нэмэлт дулаалгатай металл объектуудад (жишээлбэл, дамжуулах хоолой) ашиглагддаг. Энэ тохиолдолд хамгаалагчийг ашигладаг - харьцангуй идэвхтэй металлаар хийсэн анод (ихэвчлэн магни, цайр, хөнгөн цагаан ба тэдгээрийн хайлш) нь аажмаар нурж, үндсэн объектыг хамгаалдаг. Нэг магнийн анодын тусламжтайгаар 8 км хүртэлх дамжуулах хоолойг хамгаалдаг. Дэвслэх хамгаалалт өргөн тархсан; Жишээлбэл, АНУ-д жил бүр 11.5 мянган тонн хөнгөн цагааныг хамгаалагч үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг.

Нэг металыг нөгөөгөөр хамгаалах, зүүн талд байрлах хүчдэлийн цувралд байрлах илүү идэвхтэй металл нь боломжит зөрүү үүсгэхгүйгээр үр дүнтэй байдаг. Илүү идэвхтэй металл (жишээлбэл, төмрийн гадаргуу дээрх цайр) нь идэвхгүй металыг устгахаас хамгаалдаг.

Зэврэлттэй тэмцэх цахилгаан химийн аргууд нь төөрсөн гүйдлийн нөлөөгөөр бүтцийг устгахаас хамгаалах хамгаалалтыг агуулдаг. Ийм зэврэлтийг арилгах арга замуудын нэг бол төмөр дамжуулагчийг трамвай эсвэл цахилгаан галт тэрэг хөдөлдөг төмөр замтай хамт төөрсөн гүйдэл урсдаг бүтцийн хэсэгт холбох явдал юм.

Елена Савинкина

МЕТАЛЛЫН ЗЭВРЭЛТ
Ашигтай металлыг аяндаа физик, химийн устгаж, ашиггүй химийн нэгдэл болгон хувиргах. Байгаль орчны ихэнх бүрэлдэхүүн хэсгүүд, шингэн эсвэл хий нь металлын зэврэлтэнд нөлөөлдөг; Байгалийн байнгын нөлөөлөл нь ган хийц зэврэх, машины их биеийг гэмтээх, хром бүрээс дээр цоорхой (цохилт хийх нүх) үүсэх гэх мэт. Эдгээр жишээн дээр металлын гадаргуу нь илт эвдэрсэн боловч зэврэлт гэсэн ойлголт нь дотоод эвдрэлийн үйл ажиллагааны тохиолдлуудыг, жишээлбэл, металл талстуудын хоорондох интерфейсийг агуулдаг. Энэхүү бүтцийн (талст хоорондын) зэврэлт нь гаднаас үл үзэгдэх байдлаар тохиолддог боловч эвдрэл, осолд хүргэж болзошгүй юм. Ихэнхдээ металл эд ангиудын гэнэтийн гэмтэл нь стресс, ялангуяа металлын зэврэлтээс үүдэлтэй ядаргаатай холбоотой байдаг. Зэврэлт нь үргэлж хор хөнөөлтэй байдаггүй. Жишээлбэл, хүрэл баримал дээр ихэвчлэн харагддаг ногоон патин нь зэсийн исэл бөгөөд оксидын хальсан доорх металыг агаар мандлын зэврэлтээс үр дүнтэй хамгаалдаг. Энэ нь олон эртний хүрэл, зэс зоосны маш сайн нөхцөл байдлыг тайлбарладаг. Зэврэлтээс хамгаалах ажлыг шинжлэх ухааны алдартай зарчмуудын үндсэн дээр боловсруулсан хамгаалалтын аргуудыг ашиглан хийдэг боловч энэ нь орчин үеийн технологийн хамгийн ноцтой, бэрхшээлтэй асуудлын нэг хэвээр байна. БОЛЖ БАЙНА УУ. Жилд нийт металлын 20% нь зэврэлтээс болж алдагдаж, зэврэлтээс хамгаалахад асар их мөнгө зарцуулагддаг.
Зэврэлтийн цахилгаан химийн шинж чанар.М.Фарадей (1830-1840) химийн урвал ба цахилгаан гүйдлийн хоорондох холбоог тогтоосон нь зэврэлтийн цахилгаан химийн онолын үндэс болсон. Гэсэн хэдий ч зэврэлтийн үйл явцын нарийвчилсан ойлголт зөвхөн 20-р зууны эхэн үед л гарч ирсэн. Электрохими нь шинжлэх ухааны хувьд 18-р зуунд үүссэн. А.Волтын (1799) анхны гальваник элементийг (вольтийн багана) зохион бүтээсэний ачаар химийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах замаар тасралтгүй гүйдлийг олж авсан. Voltaic элемент нь цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай усан уусмалд (электролит) хоёр өөр металл (электрод) хэсэгчлэн дүрэгдсэн нэг цахилгаан химийн элементээс бүрдэнэ. Электролитийн гаднах электродууд нь цахилгаан дамжуулагч (металл утас) -аар холбогддог. Нэг электрод ("анод") электролитэд уусдаг (зэвэрдэг) нь уусмал руу ордог металлын ионуудыг үүсгэдэг бол устөрөгчийн ионууд нөгөө электрод ("катод") дээр хуримтлагддаг. Электролит дэх эерэг ионуудын урсгал нь электрон гүйдэл (цахилгаан гүйдэл) анодаас катод руу гадаад хэлхээнд дамжих замаар нөхөгддөг.

Металлын ионууд уусмал руу орж, уусмалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй урвалд орж, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн үүсгэдэг. Эдгээр бүтээгдэхүүнүүд нь ихэвчлэн уусдаг бөгөөд металлын анодыг зэврүүлэхээс сэргийлдэггүй. Тиймээс, хэрэв зэргэлдээх хоёр талбай, жишээлбэл, гангийн гадаргуу нь найрлага, бүтцийн хувьд бие биенээсээ бага зэрэг ялгаатай бол тохиромжтой (жишээлбэл, чийглэг) орчинд энэ байршилд зэврэлтээс хамгаалах эс үүснэ. Нэг хэсэг нь нөгөө талдаа анод байдаг бөгөөд энэ нь зэврэлтэнд өртөх болно. Тиймээс металлын бүх жижиг орон нутгийн нэгэн төрлийн бус байдал нь анод-катодын микроэлементүүдийг үүсгэдэг тул металлын гадаргуу нь зэврэлтэнд өртөмтгий олон тооны хэсгүүдийг агуулдаг. Хэрэв ган нь энгийн ус эсвэл бараг ямар ч ус агуулсан шингэнд дүрэгдсэн бол тохиромжтой электролит аль хэдийн бэлэн болсон байна. Дунд зэргийн чийглэг уур амьсгалд ч чийгийн конденсаци нь металл гадаргуу дээр тогтож, цахилгаан химийн эс үүсэхэд хүргэдэг. Өмнө дурьдсанчлан, цахилгаан химийн элемент нь электролитэд дүрэгдсэн электродуудаас бүрддэг (жишээлбэл, хоёр хагас эс). Цахилгаан химийн эсийн потенциал (цахилгаан хөдөлгөгч хүч, EMF) нь хоёр хагас эсийн электродын потенциалын зөрүүтэй тэнцүү байна. Электродын потенциалыг устөрөгчийн лавлах электродтой харьцуулахад хэмждэг. Металлын хэмжсэн электродын потенциалыг цуврал хүчдэл болгон бууруулж, үнэт металлууд (алт, цагаан алт, мөнгө гэх мэт) цувралын баруун төгсгөлд байрлах ба эерэг потенциалын утгатай байна. Энгийн, үндсэн металлууд (магни, хөнгөн цагаан гэх мэт) нь хүчтэй сөрөг потенциалтай бөгөөд устөрөгчийн зүүн талд эгнээний эхэнд ойрхон байрладаг. Стресс цуврал дахь металлын байрлал нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь цувралын эхнээс төгсгөл хүртэл нэмэгддэг, i.e. зүүнээс баруун тийш.
ЦАХИЛГААН ХИМИ-г мөн үзнэ үү; ЭЛЕКТРОЛИТ.
Туйлшрал.Электролит дэх эерэг (устөрөгчийн) ионуудын катод руу шилжих хөдөлгөөн, дараа нь ялгадас үүсэх нь катодын молекулын устөрөгч үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь электродын потенциалыг өөрчилдөг: урвуу тэмдэг (хөдөлгөөнгүй) потенциал үүсдэг. эсийн нийт хүчдэлийг бууруулдаг. Нүдний гүйдэл нь маш бага утгууд хүртэл маш хурдан буурдаг; Энэ тохиолдолд эсийг "туйлшсан" гэж нэрлэдэг. Энэ нөхцөл нь зэврэлтийг багасгах эсвэл бүр зогсооход хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч электролитэд ууссан хүчилтөрөгчийн устөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх нь энэ нөлөөг үгүйсгэдэг тул хүчилтөрөгчийг "деполяризатор" гэж нэрлэдэг. Туйлшралын нөлөө нь заримдаа хүчилтөрөгчийн дутагдлаас болж зогсонги усан дахь зэврэлт буурах хэлбэрээр илэрдэг боловч шингэн орчин дахь конвекцийн нөлөө нь ихэвчлэн катодын гадаргууг ууссан хүчилтөрөгчөөр хангахад хангалттай байдаг тул ийм тохиолдол нь ер бусын байдаг. Металлын гадаргуу дээр деполяризатор (ихэвчлэн хүчилтөрөгч) жигд бус тархах нь зэврэлт үүсгэдэг, учир нь энэ нь ямар ч цахилгаан химийн элементийн нэгэн адил зэврэлт үүсдэг хүчилтөрөгчийн концентрацийн эсийг үүсгэдэг.
Идэвхгүй байдал болон бусад анодын нөлөө.Пассивация гэдэг нэр томьёог анх азотын хүчлийн төвлөрсөн уусмалд дүрсэн төмрийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг илэрхийлэхэд ашигласан. Гэсэн хэдий ч тодорхой нөхцөлд олон металл идэвхгүй байдалд байдаг тул энэ нь илүү ерөнхий үзэгдэл юм. Идэвхгүй байдлын үзэгдлийг 1836 онд Фарадей тайлбарласан бөгөөд энэ нь металлын гадаргуу дээр химийн урвалын үр дүнд үүссэн хэт нимгэн ислийн хальснаас үүдэлтэй болохыг харуулсан. Ийм хальсыг сэргээж (химийн хувьд өөрчлөх) боломжтой бөгөөд металл нь илүү сөрөг хүчин чадалтай металл, жишээлбэл, цайрын ойролцоо төмөртэй харьцах үед дахин идэвхждэг. Энэ тохиолдолд идэвхгүй металл нь катод болох гальваник хос үүсдэг. Катодоос ялгарах устөрөгч нь түүний хамгаалалтын ислийн хальсыг сэргээдэг. Хөнгөн цагаан дээрх оксидын хальс нь түүнийг зэврэлтээс хамгаалдаг тул анод исэлдэлтийн процессын үр дүнд үүссэн аноджуулсан хөнгөн цагааныг гоёл чимэглэлийн зориулалтаар болон өдөр тутмын амьдралд ашигладаг. Химийн өргөн утгаараа метал дээр тохиолддог бүх анод процессууд нь исэлдэлтийн шинж чанартай байдаг боловч "анод исэлдэлт" гэсэн нэр томъёо нь тодорхой хэмжээний хатуу исэл үүсэх зорилготой гэсэн үг юм. Хөнгөн цагаан дээр тодорхой зузаантай хальс үүсдэг бөгөөд энэ нь электролит нь хүхрийн эсвэл фосфорын хүчил болох эсийн анод юм. Олон патентууд энэ үйл явцын янз бүрийн өөрчлөлтүүдийг дүрсэлсэн байдаг. Анхны аноджуулсан гадаргуу нь сүвэрхэг бүтэцтэй бөгөөд хүссэн өнгөөр ​​будаж болно. Калийн бихроматыг электролитэд оруулах нь тод улбар шар-шар өнгө өгдөг бол калийн гексацианоферрат (II), хар тугалганы перманганат, кобальт сульфид нь хальсыг цэнхэр, улаан хүрэн, хар өнгөтэй болгодог. Ихэнх тохиолдолд усанд уусдаг органик будагч бодис хэрэглэдэг бөгөөд энэ нь будсан гадаргуу дээр металл гялалздаг. Үүссэн давхаргыг засах шаардлагатай бөгөөд үүний тулд гадаргууг буцалж буй усаар эмчлэхэд хангалттай, гэхдээ никель эсвэл кобальт ацетатыг буцалгах уусмалыг бас ашигладаг.
Бүтцийн (талст хоорондын) зэврэлт.Төрөл бүрийн хайлш, ялангуяа хөнгөн цагаан нь хөгшрөлтийн үед хатуулаг, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг; хайлшийг дулааны боловсруулалтанд оруулснаар үйл явц хурдасдаг. Энэ тохиолдолд хайлшийн бичил талстуудын (талст хоорондын орон зайд) хилийн давхаргын дагуу байрладаг микроскопийн жижиг хэсгүүд үүсдэг. Тодорхой нөхцөлд хилтэй шууд зэргэлдээх бүс нь болорын дотоод хэсгийн хувьд анод болж хувирдаг бөгөөд идэмхий орчинд талстуудын хоорондох хил хязгаар нь зэврэлтэнд илүү өртөж, зэврэлтээс үүссэн хагарал нь металлын бүтцэд гүнзгий нэвтэрдэг. Энэхүү "бүтцийн зэврэлт" нь механик шинж чанарт ноцтой нөлөөлдөг. Үүнийг зөв сонгосон дулааны боловсруулалтын горим эсвэл металлыг зэврэлтэнд тэсвэртэй бүрээсээр хамгаалах замаар урьдчилан сэргийлэх боломжтой. Бүрээс нь нэг металлыг нөгөө металлаар хүйтэн бүрэх явдал юм: өндөр бат бэх хайлшийг цэвэр хөнгөн цагааны нимгэн туузны хооронд өнхрүүлж, нягтруулдаг. Ийм найрлагад орсон металл нь зэврэлтэнд тэсвэртэй болдог бол бүрэх нь өөрөө механик шинж чанарт бага нөлөө үзүүлдэг.
Мөн МЕТАЛ БҮРЭГЛЭЭ.
Зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэх. Цахилгаан химийн зэврэлтийн үед үүссэн бүтээгдэхүүн нь ихэвчлэн уусдаг (уусмал руу ордог) бөгөөд металыг цаашид устгахаас сэргийлдэггүй; Зарим тохиолдолд уусмалд химийн нэгдэл (дарангуйлагч) нэмж болох бөгөөд энэ нь анхдагч зэврэлтийн бүтээгдэхүүнтэй урвалд орж, анод эсвэл катод дээр хуримтлагдсан хамгаалалтын шинж чанартай уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Жишээлбэл, энгийн давсны (NaCl) шингэрүүлсэн уусмалд төмөр амархан зэвэрдэг боловч уусмалд цайрын сульфат нэмбэл катод дээр бага зэрэг уусдаг цайрын гидроксид, натрийн фосфат нэмбэл анод дахь уусдаггүй төмрийн фосфат (катодын болон анодын жишээнүүд) үүсдэг. дарангуйлагчид тус тус). Ийм хамгаалалтын аргыг зөвхөн бүтэц нь шингэн идэмхий орчинд бүрэн буюу хэсэгчлэн дүрэгдсэн тохиолдолд л хэрэглэж болно. Зэврэлтийн хурдыг бууруулахын тулд катодын хамгаалалтыг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ аргын хувьд системд цахилгаан хүчдэлийг ашигладаг бөгөөд ингэснээр хамгаалах бүх бүтэц нь катод болно. Энэ нь бүтцийг Шулуутгагч эсвэл тогтмол гүйдлийн генераторын нэг туйлтай холбох замаар хийгддэг бол бал чулуу гэх мэт гадны химийн идэвхгүй анодыг нөгөө туйлтай холбодог. Жишээлбэл, дамжуулах хоолойн зэврэлтээс хамгаалах тохиолдолд уусдаггүй анод нь тэдгээрийн ойролцоо газарт булагдсан байдаг. Зарим тохиолдолд эдгээр зорилгоор нэмэлт хамгаалалтын анодыг ашигладаг, жишээлбэл, ус хадгалах савны дотор түдгэлзүүлсэн, саванд байгаа ус нь электролитийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Катодын хамгаалалтын бусад аргууд нь бүхэлдээ катод болж, ижил потенциалтай орон нутгийн анод, катодыг агуулсан бүтцээр дамжуулан өөр эх үүсвэрээс хангалттай гүйдэл урсахыг зөвшөөрдөг. Үүнийг хийхийн тулд илүү сөрөг потенциалтай металыг хамгаалагдсан металлтай холбож, үүссэн гальваник хосод тахилын анодын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эхлээд устгадаг. Цайрын тахилын анодыг 1825 онд Английн нэрт химич Х.Дэви хөлөг онгоцны модон их биен дээр зэс бүрээсийг хамгаалахад ашиглахыг санал болгосноос хойш хэрэглэж эхэлсэн. Орчин үеийн хөлөг онгоцны их биеийг далайн усанд зэврэлтээс хамгаалахад магнийн хайлш дээр суурилсан анодууд өргөн хэрэглэгддэг. Тахилгын анодууд нь эрчим хүчний хэрэглээ шаарддаггүй тул гадны гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон анодуудтай харьцуулахад илүү их ашиглагддаг. Гадаргууг будах нь зэврэлтээс хамгаалах, ялангуяа бүтэц нь шингэнд бүрэн дүрээгүй тохиолдолд мөн ашиглагддаг. Металл бүрээсийг металл шүрших эсвэл цахилгаанаар бүрэх (жишээлбэл, хром бүрэх, цайрдах, никель бүрэх) хэрэглэж болно.
Тодорхой зэврэлтийн төрлүүд. Стресс зэврэлт нь статик ачаалал ба зэврэлтийн хосолсон үйл ажиллагааны дор металыг устгах явдал юм. Үндсэн механизм нь зэврэлтээс үүссэн цоорхой, хагарал, дараа нь эдгээр хагарал дахь стрессийн концентрациас үүдэлтэй бүтцийн эвдрэл юм. Зэврэлтийн механизмын нарийн ширийн зүйлс нь нарийн төвөгтэй бөгөөд тэдгээр нь үлдэгдэл стресстэй холбоотой байж болох юм. Цэвэр металл, түүнчлэн гууль нь стрессийн үед зэврэлтэнд өртөмтгий байдаггүй. Хайлшийн хувьд талст хоорондын зайд хагарал үүсдэг бөгөөд энэ нь мөхлөгүүдийн дотоод бүсүүдтэй харьцуулахад анод юм; энэ нь талст хоорондын хилийн дагуу зэврэлт үүсэх магадлалыг нэмэгдүүлж, тэдгээрийн дагуух хагарлын дараагийн үйл явцыг хөнгөвчилдөг. Зэврэлтээс ядаргаа нь механик стресс ба зэврэлтийн хосолсон үйл ажиллагааны үр дагавар юм. Гэсэн хэдий ч мөчлөгийн ачаалал нь статикаас илүү аюултай байдаг. Ядаргааны хагарал нь ихэвчлэн зэврэлтгүй үед тохиолддог боловч стрессийн концентрацийг үүсгэдэг зэврэлтийн хагарлын хор хөнөөлийн нөлөө нь илэрхий байдаг. Гадаргуугийн зэврэлтийг бүрэн арилгах боломжгүй тул ядрах гэж нэрлэгддэг бүх механизм нь зэврэлттэй холбоотой байж магадгүй юм. Шингэн металлын зэврэлт нь цахилгаан химийн механизмыг агуулдаггүй зэврэлтийн тусгай хэлбэр юм. Шингэн металлууд нь хөргөлтийн системд, ялангуяа цөмийн реакторуудад чухал ач холбогдолтой юм. Шингэн кали, натри, тэдгээрийн хайлш, түүнчлэн шингэн хар тугалга, висмут, хар тугалга-висмутын хайлшийг хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг. Ихэнх бүтцийн метал ба хайлш нь ийм шингэн орчинтой харьцахдаа нэг хэмжээгээр устаж, зэврэлтээс хамгаалах механизм нь тохиолдол бүрт өөр байж болно. Нэгдүгээрт, дулаан дамжуулах систем дэх сав эсвэл хоолойн материал нь шингэн металлд бага хэмжээгээр уусдаг бөгөөд уусах чадвар нь температураас хамаарч өөрчлөгддөг тул ууссан металл нь системийн хөргөлттэй хэсэгт уусмалаас тунадасжиж болно. суваг, хавхлагыг бөглөрөх. Хоёрдугаарт, бүтцийн материалын хайлшийн нэмэлтүүдтэй сонгомол урвал явагдах тохиолдолд шингэн металлын талст хоорондын нэвтрэлт боломжтой. Энд цахилгаан химийн мөхлөг хоорондын зэврэлттэй адил механик шинж чанар нь харагдахуйц илрэлгүйгээр, бүтцийн массыг өөрчлөхгүйгээр мууддаг; гэхдээ ийм хор хөнөөлтэй нөлөө үзүүлэх тохиолдол ховор байдаг. Гуравдугаарт, шингэн ба хатуу металлууд урвалд орж гадаргуугийн хайлш үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зарим тохиолдолд цаашдын дайралтанд тархах саад болдог. Элэгдлийн зэврэлт (цохилт, хөндийн зэврэлт) нь турбулент горимд урсаж буй шингэн металлын механик нөлөөллийг хэлнэ. Хэт их тохиолдолд энэ нь хөндий, элэгдэлд орсон бүтцийн эвдрэлд хүргэдэг.
Мөн CAVITATION-г үзнэ үү. Цөмийн энергийн хөгжилтэй холбоотойгоор цацрагийн идэмхий нөлөөг эрчимтэй судалж байгаа ч энэ талаар нээлттэй хэвлэлд мэдээлэл бага байна. Түгээмэл хэрэглэгддэг "цацрагийн гэмтэл" гэдэг нь ионжуулагч цацраг (рентген туяа эсвэл g), гэрлийн цэнэгтэй тоосонцор (электрон) гэсэн төрлийн цацраг туяанд өртсөний улмаас хатуу материалын механик, физик, химийн шинж чанарын бүх өөрчлөлтийг хэлнэ. ), хүнд цэнэгтэй бөөмс (a-бөөм) болон хүнд цэнэггүй бөөмс (нейтрон). Металлыг өндөр энергитэй хүнд хэсгүүдээр бөмбөгдөх нь атомын түвшинд эвдрэлд хүргэдэг бөгөөд энэ нь зохих нөхцөлд цахилгаан химийн урвал явагдах газар болдог. Гэсэн хэдий ч хамгийн чухал өөрчлөлт нь метал өөрөө биш, харин хүрээлэн буй орчинд тохиолддог. Ийм шууд бус нөлөөлөл нь металын шинж чанарыг өөрчилдөггүй ионжуулагч цацрагийн (жишээлбэл, g-туяа) үйл ажиллагааны үр дүнд үүсдэг, гэхдээ усан уусмалд өндөр идэвхтэй чөлөөт радикалууд ба устөрөгчийн хэт исэл үүсдэг. нэгдлүүд нь зэврэлтийн хурдыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Үүнээс гадна натрийн бихромат зэрэг зэврэлтээс хамгаалах бодис багасч, үр нөлөөгөө алддаг. Ионжуулагч цацрагийн нөлөөн дор оксидын хальс нь ионжиж, зэврэлтээс хамгаалах шинж чанараа алддаг. Дээрх бүх шинж чанарууд нь зэврэлттэй холбоотой тодорхой нөхцлөөс ихээхэн хамаардаг.
Металлын исэлдэлт.Ихэнх металлууд агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй урвалд орж тогтвортой металлын исэл үүсгэдэг. Исэлдэлтийн хурд нь температураас ихээхэн хамаардаг бөгөөд хэвийн температурт металлын гадаргуу дээр зөвхөн нимгэн ислийн хальс үүсдэг (жишээлбэл, зэс дээр энэ нь гадаргуугийн харанхуйлах замаар мэдэгдэхүйц юм). Илүү өндөр температурт исэлдэлтийн процесс хурдан явагддаг. Эрхэм металлууд нь хүчилтөрөгчтэй бага хамааралтай байдаг тул энэ дүрмийн үл хамаарах зүйл юм. Агаар эсвэл хүчилтөрөгчөөр халаахад алт огт исэлддэггүй, 450 ° C хүртэл температурт цагаан алтны сул исэлдэлт нь илүү өндөр температурт халаахад зогсдог гэж үздэг. Уламжлалт бүтцийн металлууд исэлдэж, дэгдэмхий, нягт, хамгаалалтын болон сүвэрхэг бус гэсэн дөрвөн төрлийн ислийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Гянт болд, молибден зэрэг цөөн тооны галд тэсвэртэй металлууд нь өндөр температурт хэврэг болж, дэгдэмхий исэл үүсгэдэг тул хамгаалалтын ислийн давхарга үүсэхгүй бөгөөд өндөр температурт металууд нь инертийн уур амьсгал (эрхэм хий) -ээр хамгаалагдсан байх ёстой. Хэт хөнгөн металууд нь хэт нягт исэл үүсгэх хандлагатай байдаг бөгөөд тэдгээр нь сүвэрхэг бөгөөд металыг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаггүй. Энэ шалтгааны улмаас магни маш амархан исэлддэг. Хамгаалалтын ислийн давхаргууд нь олон металл дээр үүсдэг боловч тэдгээр нь ихэвчлэн дунд зэргийн хамгаалалттай байдаг. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан дээрх ислийн хальс нь металыг бүрэн бүрхдэг боловч температур, чийгшлийн өөрчлөлтөөс болж шахалтын стрессийн үед ан цав үүсдэг. Оксидын давхаргын хамгаалалтын нөлөө нь харьцангуй бага температурт хязгаарлагддаг. Олон тооны "хүнд металл" (жишээлбэл, зэс, төмөр, никель) нь сүвэрхэг бус исэл үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь хагардаггүй ч үндсэн металлыг үргэлж хамгаалж чаддаггүй. Онолын хувьд эдгээр исэл нь ихээхэн сонирхол татаж, идэвхтэй судалж байна. Тэд стехиометрийн хэмжээнээс бага металл агуулдаг; дутуу металлын атомууд нь оксидын торонд нүх үүсгэдэг. Үүний үр дүнд атомууд тороор дамжин тархаж, оксидын давхаргын зузаан байнга нэмэгддэг.
Хайлш хэрэглэх. Бүх мэдэгдэж буй бүтцийн металлууд исэлдэхэд өртөмтгий байдаг тул исэлдүүлэгч орчинд өндөр температурт байгаа бүтцийн элементүүдийг хайлшийн элемент болгон исэлдүүлэгчийн үйлчлэлд тэсвэртэй металл агуулсан хайлшаар хийсэн байх ёстой. Эдгээр шаардлагыг исэлдэлтийн эсэргүүцлийн шаардлагыг хангасан бараг бүх өндөр температурын хайлшуудад агуулагддаг хром, нэлээд хямд металл (феррохром хэлбэрээр ашигладаг) хангадаг. Иймээс хромоор хайлшуулсан бүх зэвэрдэггүй ган нь исэлдэлтийн эсэргүүцэл сайтай бөгөөд ахуйн болон үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Цахилгаан зуухны спираль утас болгон өргөн хэрэглэгддэг никромын хайлш нь 80% никель, 20% хром агуулсан бөгөөд 1000 ° C хүртэл температурт исэлдэлтэнд бүрэн тэсвэртэй байдаг. Механик шинж чанар нь исэлдэлтийн эсэргүүцлээс дутахгүй чухал бөгөөд энэ нь ихэвчлэн Зарим хайлшийн элементүүд (хром гэх мэт) хайлшид өндөр температурт хүч чадал, исэлдэлтийн эсэргүүцлийг хоёуланг нь өгдөг тул ванади агуулсан түлшний тос (хийд) ашиглах хүртэл өндөр температурт исэлдэлтийн асуудал ноцтой асуудал болж байгаагүй. турбин хөдөлгүүр) эсвэл натри. Эдгээр бохирдуулагч нь түлш дэх хүхэртэй хамт маш идэмхий шаталтын бүтээгдэхүүнийг үүсгэдэг. Энэ асуудлыг шийдэх оролдлого нь шатах үед ванади, натритай хоргүй дэгдэмхий нэгдлүүдийг үүсгэдэг нэмэлт бодисуудыг бий болгосон. Цэврүүтэх зэврэлт нь хийн фаз дахь гальваник зэврэлт эсвэл шууд исэлдэлтийг агуулдаггүй бөгөөд үндсэндээ механик нөлөөлөл юм. Энэ нь жижиг олон тооны харьцангуй шилжилтийн үед элэгдлийн үр дүнд үе мөчний металл гадаргуугийн гэмтэл юм; зураас, шархлаа, хясаа хэлбэрээр ажиглагдсан; гацах дагалдаж, зэврэлтээс ядрах эсэргүүцлийг бууруулдаг, учир нь үүссэн зураас нь зэврэлтээс ядаргаа үүсэх эхлэлийн цэг болдог. Ердийн жишээ бол чичиргээ, компрессорын импеллерийн элэгдэл, араа шүдний элэгдэл, урсгалтай холболт гэх мэтийн улмаас турбины ирний бэхэлгээний ховилд гэмтэл учруулах явдал юм. Олон тооны жижиг шилжилтийн үед хамгаалалтын ислийн хальс устаж, нунтаг болж элэгдэж, зэврэлтийн хурд нэмэгддэг. Гангийн зэврэлт нь улаан хүрэн ислийн тоосонцороор амархан тодорхойлогддог. Зэврэлттэй тэмцэх нь дизайныг сайжруулах, хамгаалалтын бүрээс, эластомер жийргэвч, тосолгооны материалыг ашиглах замаар хийгддэг.
бас үзнэ үү
Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг

Металлын зэврэлт- – идэмхий орчинтой химийн болон цахилгаан химийн харилцан үйлчлэлийн улмаас металыг устгах. 1. Зэврэлтийн процессын хувьд "зэврэлтийн процесс" гэсэн нэр томьёо, үйл явцын үр дүнд "зэврэлт ... ... Барилгын материалын нэр томъёо, тодорхойлолт, тайлбарын нэвтэрхий толь бичиг

металл зэврэлт- Идэмхий орчинтой химийн болон цахилгаан химийн харилцан үйлчлэлийн улмаас металыг устгах. Хэрэглээ 1. Зэврэлтийн процессын хувьд "зэврэлтийн процесс" гэсэн нэр томъёог хэрэглэх ба уг процессын үр дүнд ... ... Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

Химийн бодисын нөлөөн дор металлын гадаргууг устгах. эсвэл цахилгаан химийн хүчин зүйлс: хий (хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, хүхэрт устөрөгч гэх мэт), уусдаг давс (хамгийн аюултай нь хлоридууд), эрдэс ба органик хүчил... Техникийн төмөр замын толь бичиг

МЕТАЛЛЫН ЗЭВРЭЛТ- химийн бодисоос үүдэлтэй металыг аяндаа устгах. ба цахилгаан химийн гадаад орчинтой харьцахдаа тэдгээрийн гадаргуу дээрх процессууд явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд гадаргуугийн гадаад байдал эхлээд өөрчлөгдөж, дараа нь уян хатан чанар алдагдаж, механик хүч чадал буурдаг ... Том Политехник нэвтэрхий толь бичиг

Металлын зэврэлт- 1. Металлын зэврэлт Идэмхий орчинтой химийн болон цахилгаан химийн харилцан үйлчлэлийн улмаас металыг устгах 1. Зэврэлтийн процессын хувьд "зэврэлтийн процесс" гэсэн нэр томъёог, үйл явцын үр дүнд "зэврэлт ... . .. Норматив, техникийн баримт бичгийн нэр томъёоны толь бичиг-лавлах ном

- (Хожуу лат. corrosio зэврэлтээс), физик. хим. металлын харилцан үйлчлэл материал болон хүрээлэн буй орчин нь гүйцэтгэл муудахад хүргэдэг. Материал, байгаль орчин эсвэл технологийн хувьд St. системүүд, тэдгээрийн нэг хэсэг нь. K. m нь химийн бодис дээр суурилдаг. материал болон ...... хоорондын хамаарал Химийн нэвтэрхий толь бичиг

металл зэврэлт- metalų korozija statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalų, jų lydinių ir metalinių gaminių irimas dėl aplinkos poveikio. attikmenys: англи хэл. металлын зэврэлт; металл зэврэлт; металл зэврэлт орос. металл зэврэлт ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Металлын зэврэлт- Зэврэлт: металл ба хүрээлэн буй орчны физик-химийн харилцан үйлчлэл, үүний үр дүнд металлын шинж чанар өөрчлөгдөж, ихэвчлэн металлын функциональ шинж чанар, хүрээлэн буй орчин эсвэл тэдгээрийг агуулсан техникийн системд мууддаг ...

ОХУ-ын Боловсролын яам

Номхон далайн улсын эдийн засгийн их сургууль

ХИЙСЭН БАЙДАЛ

Хичээл: Хими

Сэдэв: Металлын зэврэлт

Дууссан:

69-р бүлгийн оюутан

Кривицкая Евгения

Находка

Металл бус материалын зэврэлт

Ашиглалтын нөхцөл улам хүндрэх тусам (температурын өсөлт, механик стресс, хүрээлэн буй орчны түрэмгий байдал гэх мэт) металл бус материалууд нь хүрээлэн буй орчны нөлөөлөлд өртдөг. Үүнтэй холбогдуулан эдгээр материалуудтай холбоотой "зэврэлт" гэсэн нэр томъёог хэрэглэж эхэлсэн, тухайлбал "бетон ба төмөр бетоны зэврэлт", "хуванцар, резинэн зэврэлт". Энэ нь хүрээлэн буй орчинтой химийн болон физик-химийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд тэдгээрийг устгах, ашиглалтын шинж чанараа алдахыг хэлнэ. Гэхдээ металл бус ба металлын үйл явцын механизм, кинетик өөр өөр байх болно гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Металлын зэврэлт

Галваник хосууд үүсэх нь батерей, аккумляторыг бий болгоход ашигтай байдаг. Нөгөөтэйгүүр, ийм хос үүсэх нь таагүй үйл явцад хүргэдэг бөгөөд үүний хохирогч нь олон тооны металлууд - зэврэлт юм. Зэврэлт нь гадаргуу дээр үүссэн металл материалыг цахилгаан химийн болон химийн аргаар устгахыг хэлнэ. Ихэнхдээ зэврэлтийн үед метал нь металлын ионуудыг үүсгэхийн тулд исэлдэж, цаашдын хувиргалтаар янз бүрийн зэврэлтийн бүтээгдэхүүнийг үүсгэдэг. Зэврэлт нь химийн болон цахилгаан химийн процессоос үүдэлтэй байж болно. Үүний дагуу металлын химийн болон цахилгаан химийн зэврэлтийг хооронд нь ялгадаг.

Химийн зэврэлт

Химийн зэврэлт нь металлын гадаргуугийн харилцан үйлчлэл юм. идэвхтэй) фазын хил дээр цахилгаан химийн процесс явагдахгүй байх орчин. Энэ тохиолдолд металлын исэлдэлтийн харилцан үйлчлэл ба идэмхий орчны исэлдүүлэгч бүрэлдэхүүн хэсгийн бууралт нь нэг үйлдэлд явагддаг. Жишээлбэл, төмрийн суурьтай материал нь хүчилтөрөгчтэй өндөр температурт урвалд ороход масштаб үүсэх:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Цахилгаан химийн зэврэлтийн үед металлын атомын ионжилт, идэмхий орчны исэлдүүлэгч бүрэлдэхүүн хэсэг буурах нь нэг үйлдэлд тохиолддоггүй бөгөөд тэдгээрийн хурд нь металлын электродын потенциалаас (жишээлбэл, далайн усанд ган зэврэх) хамаардаг.

Цахилгаан химийн зэврэлт

Идэмхий орчинд үүссэн гальваник элементүүдийн нөлөөн дор металыг устгахыг цахилгаан химийн зэврэлт гэж нэрлэдэг. Нэг төрлийн материалын зэврэлт, жишээлбэл, төмрийн зэврэлт гэх мэтийг цахилгаан химийн зэврэлттэй андуурч болохгүй. Цахилгаан химийн зэврэлтийн үед (зэврэлтийн хамгийн түгээмэл хэлбэр) электролит (конденсат, борооны ус гэх мэт) үргэлж шаардлагатай байдаг бөгөөд электродууд хоорондоо холбоотой байдаг - материалын бүтцийн өөр өөр элементүүд эсвэл хоёр өөр холбоо барих материал. өөр өөр исэлдэлтийн потенциалтай. Хэрэв давс, хүчил болон түүнтэй төстэй ионууд усанд уусвал түүний цахилгаан дамжуулах чанар нэмэгдэж, үйл явцын хурд нэмэгддэг.

Идэмхий элемент

Өөр өөр исэлдүүлэх потенциалтай хоёр металл хүрч, электролитийн уусмалд, жишээлбэл, ууссан нүүрстөрөгчийн давхар исэл CO 2 бүхий борооны усанд дүрэх үед зэврэлтийн эс гэж нэрлэгддэг гальваник эс үүсдэг. Энэ нь битүү гальваник эсээс өөр зүйл биш юм. Энэ нь бага исэлдэлтийн потенциалтай металл материалыг аажмаар уусгана; хос хоёр дахь электрод нь дүрмээр зэвэрдэггүй. Энэ төрлийн зэврэлт нь өндөр сөрөг потенциалтай металлын онцлог шинж юм. Тиймээс исэлдүүлэх чадвартай металлын гадаргуу дээрх маш бага хэмжээний хольц нь идэмхий элемент үүсэхэд хангалттай юм. Ялангуяа эрсдэлтэй газар бол гагнуур, тав гэх мэт өөр өөр потенциалтай металлуудтай харьцдаг газрууд юм.

Хэрэв уусдаг электрод нь зэврэлтэнд тэсвэртэй бол зэврэлтийн процесс удааширдаг. Энэ нь жишээлбэл, төмрийн бүтээгдэхүүнийг цагаан тугалга эсвэл цайрдах замаар зэврэлтээс хамгаалах үндэс суурь юм - цагаан тугалга эсвэл цайр нь төмрөөс илүү сөрөг чадвартай байдаг тул ийм хосоор төмөр сэргээгдэж, цагаан тугалга эсвэл цайр зэврэх ёстой. Гэсэн хэдий ч цагаан тугалга эсвэл цайрын гадаргуу дээр оксидын хальс үүсдэг тул зэврэлтийн процесс ихээхэн удааширдаг.

Устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн зэврэлт

Хэрэв H 3 O + ионууд эсвэл H 2 O усны молекулуудын бууралт тохиолдвол устөрөгчийн зэврэлт эсвэл устөрөгчийн деполяризаци бүхий зэврэлтийг хэлдэг. Ионы бууралт дараах схемийн дагуу явагдана.

2H 3 O + + 2e − → 2H 2 O + H 2

2H 2 O + 2e − → 2OH − + H 2

Хэрэв устөрөгч ялгарахгүй бол энэ нь ихэвчлэн төвийг сахисан эсвэл хүчтэй шүлтлэг орчинд тохиолддог бол хүчилтөрөгч багасч, хүчилтөрөгчийн зэврэлт эсвэл хүчилтөрөгчийн деполяризаци бүхий зэврэлтийг бид ярьдаг.

O 2 + 2H 2 O + 4e − → 4OH −

Идэмхий элемент нь зөвхөн хоёр өөр металл хүрэлцэх үед үүсдэггүй. Жишээлбэл, гадаргуугийн бүтэц нь нэг төрлийн бус байвал нэг металлын хувьд идэмхий элемент үүсдэг.

Зэврэлтээс хамгаалах

Зэврэлтээс болж жил бүр олон тэрбум долларын хохирол учирдаг бөгөөд энэ асуудлыг шийдвэрлэх нь чухал ажил юм. Зэврэлтээс үүдэлтэй гол хохирол нь металлын алдагдал биш харин зэврэлтээс болж эвдэрсэн бүтээгдэхүүний асар их зардал юм. Тийм ч учраас аж үйлдвэржсэн орнуудад жил бүр үүнээс их хэмжээний хохирол учирдаг. Үүнээс гарах жинхэнэ алдагдлыг зөвхөн нурсан байгууламжийн өртөг, тоног төхөөрөмжийг солих зардал, зэврэлтээс хамгаалах арга хэмжээний өртөг зэрэг шууд алдагдлыг үнэлэх замаар тодорхойлох боломжгүй юм. Шууд бус алдагдлаас илүү их хохирол учирдаг. Үүнд зэвэрсэн эд анги, угсралтыг солих үед тоног төхөөрөмжийн сул зогсолт, бүтээгдэхүүн гоожих, технологийн процессыг тасалдуулах зэрэг орно.

Зэврэлтээс хамгаалах хамгийн тохиромжтой хамгаалалт нь гадаргууг зохих ёсоор бэлтгэхэд 80%, ашигласан будаг, лакны чанар, хэрэглэх аргаас л 20% -ийг хангадаг. . Суурийг хамгаалахаас өмнө гадаргууг бэлтгэх хамгийн үр дүнтэй, үр дүнтэй арга юм зүлгүүрийн тэсэлгээ .

Ерөнхийдөө зэврэлтээс хамгаалах гурван арга байдаг:

1. Бүтцийн

2. Идэвхтэй

3. Идэвхгүй

Зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд тэдгээрийг бүтцийн материал болгон ашигладаг. зэвэрдэггүй ган , Кортен ган , өнгөт металл .

Зэврэлтээс хамгаалах зорилгоор ямар ч төрлийн хэрэглээ бүрээс, энэ нь идэмхий элемент үүсэхээс сэргийлдэг (идэвхгүй арга).

Цайрдсан төмрийн хүчилтөрөгчийн зэврэлт

Цагаан тугалга бүрсэн төмрийн хүчилтөрөгчийн зэврэлт

Будгийн бүрээс, полимер бүрэх, пааландах нь юуны түрүүнд хүчилтөрөгч, чийг нэвтрэхээс урьдчилан сэргийлэх ёстой. Жишээлбэл, цайр, цагаан тугалга, хром, никель зэрэг бусад металлаар гангаар бүрэхийг ихэвчлэн ашигладаг. Цайрын бүрээс нь бүрээсийг хэсэгчлэн устгасан ч гэсэн ганг хамгаалдаг. Цайр нь илүү сөрөг хүчин чадалтай бөгөөд эхлээд зэврүүлдэг. Zn 2+ ионууд нь хортой. Лааз үйлдвэрлэхэд цагаан тугалганы давхаргаар бүрсэн цагаан тугалга ашигладаг. Цайрдсан хуудаснаас ялгаатай нь цагаан тугалга нь илүү эерэг чадвартай тул цагаан тугалганы давхарга эвдэрсэн үед төмөр зэвэрч эхэлдэг бөгөөд илүү хүчтэй байдаг. Металлыг зэврэлтээс хамгаалах өөр нэг арга бол өндөр сөрөг потенциалтай, жишээлбэл, цайр эсвэл магнигаар хийсэн хамгаалалтын электродыг ашиглах явдал юм. Энэ зорилгоор зэврэлтээс хамгаалах элементийг тусгайлан бүтээсэн. Хамгаалагдсан металл нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ төрлийн хамгаалалтыг катодын хамгаалалт гэж нэрлэдэг. Үүний дагуу уусдаг электродыг золиослолын хамгаалалтын анод гэж нэрлэдэг. Усан онгоцны их биеийг хамгаалахын тулд цайрын хавтанг их биеийн гадна талд бэхэлдэг.

Хэрэв та цайр, магнийн потенциалыг төмөртэй харьцуулж үзвэл тэдгээр нь илүү сөрөг потенциалтай байдаг. Гэсэн хэдий ч гадаргуу дээр хамгаалалтын оксидын хальс үүсдэг тул металыг цаашдын зэврэлтээс хамгаалдаг тул тэдгээр нь илүү удаан зэврдэг. Ийм хальс үүсэхийг металл идэвхгүйжүүлэх гэж нэрлэдэг. Хөнгөн цагааны хувьд энэ нь анод исэлдүүлэх (аноджуулах) замаар нэмэгддэг. Ган дээр бага хэмжээний хром нэмэхэд металлын гадаргуу дээр оксидын хальс үүсдэг. Зэвэрдэггүй ган дахь хромын агууламж 12 хувиас дээш байдаг.

Хүйтэн цайрдах систем

Хүйтэн цайржуулах систем нь олон давхаргат цогц бүрээсийн зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарыг сайжруулах зорилготой юм. Энэхүү систем нь янз бүрийн түрэмгий орчинд төмрийн гадаргууг зэврэлтээс бүрэн катод (эсвэл гальваник) хамгаалалтаар хангадаг.

Хүйтэн цайрдсан системийг нэг, хоёр, гурван багц хэлбэрээр авах боломжтой бөгөөд үүнд:

· Биндэр - хлоржуулсан резин, этил силикат, полистирол, эпокси, уретан, алкид (өөрчлөгдсөн) дээр суурилсан найрлага нь мэдэгдэж байгаа;

Зэврэлтээс хамгаалах дүүргэгч - 95% -иас дээш металл цайр агуулсан, 10 микроноос бага ширхэгийн хэмжээтэй, исэлдэлтийн хамгийн бага зэрэгтэй цайрын нунтаг ("цайрын тоос");

· хатууруулагч (хоёр ба гурван багц системд)

Нэг багц хүйтэн цайрдсан системийг хэрэглэхэд бэлэн байгаа бөгөөд хэрэглэхийн өмнө найрлагыг сайтар холих шаардлагатай. Хоёр ба гурван багц системийг хэд хэдэн багцад нийлүүлж болох бөгөөд хэрэглэхээс өмнө найрлагыг бэлтгэхэд нэмэлт үйл ажиллагаа шаардагдана (хольц, дүүргэгч, хатууруулагч).