Mga uri at paraan ng kaagnasan. Ano ang kemikal na kaagnasan at paano ito maalis? Sa likas na katangian ng mga karagdagang epekto

Lahat tayo ay pana-panahong nakakaranas ng iba't ibang uri ng kaagnasan sa ating buhay. May kaagnasan ng metal, kongkreto at ilang uri ng plastik. Upang matutunan kung paano maayos na makitungo sa kaagnasan, kailangan mo munang maunawaan kung ano ang kaagnasan.

Ang kaagnasan ay ang pagkasira ng mga solido na dulot ng mga kemikal at electrochemical na proseso na umuusbong sa ibabaw ng katawan sa panahon ng pakikipag-ugnayan nito sa panlabas na kapaligiran. Maging ang salitang corrosion mismo ay nagmula sa Late Latin na corrosio - corroding. Ang kaagnasan ng mga metal ay nagdudulot ng partikular na pinsala. Ang pinakakaraniwan at pinakapamilyar na uri ng kaagnasan sa ating lahat ay ang kalawang ng bakal. Ang terminong "kaagnasan" ay nalalapat sa mga metal, kongkreto, ilang mga plastik at iba pang mga materyales. Bilang karagdagan sa kaagnasan, ang mga istruktura ng metal (sa partikular, gusali) ay napapailalim sa pagguho - pagkasira ng ibabaw ng materyal sa ilalim ng impluwensya ng mekanikal na stress. Ang pagguho ay sanhi ng ulan, hangin, alikabok ng buhangin at iba pang natural na salik. Samakatuwid, ang mga arko ng tulay, mga trusses ng gusali at iba pang mga istraktura ay dapat na protektahan nang komprehensibo. Kaya, ang kaagnasan ay isang pisikal at kemikal na pakikipag-ugnayan ng isang metal sa kapaligiran nito, na humahantong sa pagkasira ng metal. Bilang resulta ng kaagnasan, ang mga metal ay nagbabago sa mga matatag na compound - mga oksido o asin, sa anyo kung saan sila ay matatagpuan sa kalikasan. Kinukonsumo ng corrosion ang hanggang 10 porsiyento ng metal na ginawa sa bansa. Mahirap isaalang-alang ang mas mataas na hindi direktang pagkalugi mula sa downtime at pagbaba ng produktibidad ng mga kagamitan na napapailalim sa kaagnasan, mula sa pagkagambala sa normal na kurso ng mga teknolohikal na proseso, mula sa mga aksidente na dulot ng pagbaba ng lakas ng mga istrukturang metal, atbp.

Bakit tinatawag na corrosion ang corrosion?

Ang salitang corrosion ay nagmula sa Latin na "corrodo" - "to gnaw". Ang ilang mga mapagkukunan ay tumutukoy sa Late Latin na "corrosio" - "corrosion". Ang mga konsepto ng "kaagnasan" at "kalawang" ay hindi dapat malito. Kung ang kaagnasan ay isang proseso, kung gayon ang kalawang ay isa sa mga resulta nito. Ang salitang ito ay nalalapat lamang sa bakal, na bahagi ng bakal at cast iron. Sa mga sumusunod, ang terminong "kaagnasan" ay nangangahulugang kaagnasan ng mga metal. Ayon sa internasyonal na pamantayan ISO 8044 Ang kaagnasan ay nauunawaan bilang isang physicochemical o kemikal na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang metal (alloy) at kapaligiran, na humahantong sa pagkasira ng mga functional na katangian ng metal (alloy), kapaligiran o teknikal na sistema na kinabibilangan ng mga ito. Ang kalawang ay isang layer ng bahagyang na-hydrated na mga iron oxide na nabuo sa ibabaw ng bakal at ilan sa mga haluang metal nito bilang resulta ng kaagnasan. Ang kongkreto, gusaling bato, kahoy, at iba pang materyales ay napapailalim din sa pagkasira ng kaagnasan; Ang kaagnasan ng mga polimer ay tinatawag na pagkasira.

Ang kapaligiran kung saan ang metal ay nabubulok (nakakaagnas) ay tinatawag na isang kinakaing unti-unti o agresibong kapaligiran. Sa kaso ng mga metal, kapag pinag-uusapan ang kanilang kaagnasan, ang ibig nilang sabihin ay ang hindi kanais-nais na proseso ng pakikipag-ugnayan ng metal sa kapaligiran.

Ang physicochemical essence ng mga pagbabagong dinaranas ng metal sa panahon ng corrosion ay metal oxidation. Ang anumang proseso ng kaagnasan ay multi-stage:

1. Kinakailangang ibigay ang kinakaing unti-unti o mga indibidwal na bahagi nito sa ibabaw ng metal.
2. Pakikipag-ugnayan ng kapaligiran sa metal.
3. Kumpleto o bahagyang pag-alis ng mga produkto mula sa ibabaw ng metal (sa dami ng likido, kung ang daluyan ay likido).

Ito ay kilala na ang karamihan sa mga metal (maliban sa Ag, Pt, Cu, Au) ay nangyayari sa kalikasan sa ionic na estado: oxides, sulfide, carbonates, atbp., na karaniwang tinatawag na metal ores. Ang ionic na estado ay mas kanais-nais; ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mababang panloob na enerhiya. Ito ay kapansin-pansin sa paggawa ng mga metal mula sa ores at ang kanilang kaagnasan. Ang hinihigop na enerhiya sa panahon ng pagbabawas ng metal mula sa mga compound ay nagpapahiwatig na ang libreng metal ay may mas mataas na enerhiya kaysa sa metal compound. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang metal na nakikipag-ugnay sa isang kinakaing unti-unti na kapaligiran ay may posibilidad na lumipat sa isang masiglang kanais-nais na estado na may mas maliit na reserbang enerhiya. Iyon ay, maaari nating sabihin na ang ugat na sanhi ng kaagnasan ay ang thermodynamic instability ng isang sistema na binubuo ng metal at mga bahagi ng nakapalibot na (kinakaing unti-unti) na kapaligiran. Ang isang sukatan ng thermodynamic instability ay ang libreng enerhiya na inilabas kapag ang metal ay nakikipag-ugnayan sa mga sangkap na ito. Ngunit ang libreng enerhiya mismo ay hindi pa natutukoy ang rate ng proseso ng kaagnasan, ibig sabihin, ang halaga na pinakamahalaga para sa pagtatasa ng paglaban ng kaagnasan ng isang metal. Sa ilang mga kaso, ang mga adsorption o phase layer (mga pelikula) na lumilitaw sa ibabaw ng metal bilang resulta ng pagsisimula ng proseso ng kaagnasan ay bumubuo ng isang siksik at hindi malalampasan na hadlang na humihinto o lubhang napipigilan ang kaagnasan. Samakatuwid, sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo, ang isang metal na may higit na pagkakaugnay para sa oxygen ay maaaring maging mas matatag, hindi mas mababa (halimbawa, ang libreng enerhiya ng pagbuo ng oksido para sa Cr o Al ay mas mataas kaysa sa Fe, at sila ay madalas na mas mataas kaysa sa Fe sa paglaban).

Pag-uuri ng mga proseso ng kaagnasan

Ayon sa uri (geometric na kalikasan) ng pinsala sa kaagnasan sa ibabaw o sa dami ng metal.

Ang kaagnasan na nakakaapekto sa buong ibabaw ng isang metal ay tinatawag solid. Ito ay nahahati sa uniporme At hindi pantay, depende sa kung ang lalim ng pagkasira ng kaagnasan ay pareho sa iba't ibang lugar. Sa lokal Ang pinsala sa kaagnasan ay lokal at nag-iiwan ng isang makabuluhang (minsan napakalaki) na bahagi ng ibabaw na halos hindi naapektuhan. Depende sa antas ng lokalisasyon, mayroong mga kaagnasan, ulser at batik (pitting). Ang mga sugat sa punto ay maaaring magbunga ilalim ng ibabaw kaagnasan na kumakalat sa gilid sa ilalim ng napakanipis (halimbawa, riveted) na layer ng metal, na pagkatapos ay paltos o pagbabalat. Ang pinaka-mapanganib na uri ng lokal na kaagnasan ay intercrystalline (intercrystalline), na, nang hindi sinisira ang mga butil ng metal, ay gumagalaw nang mas malalim sa kanilang hindi gaanong matatag na mga hangganan, at transcrystalline, na pinuputol ang metal na may bitak nang direkta sa mga butil. Halos walang nakikitang mga marka sa ibabaw, ang mga sugat na ito ay maaaring humantong sa kumpletong pagkawala ng lakas at pagkasira ng bahagi o istraktura. Malapit sa kanila sa karakter kutsilyo kaagnasan, tulad ng isang kutsilyo na nagpuputol ng metal sa kahabaan ng weld seam kapag gumagamit ng ilang mga haluang metal sa mga partikular na agresibong solusyon. Minsan sila ay partikular na nagha-highlight mababaw na parang sinulid pagbuo ng kaagnasan, halimbawa, sa ilalim ng non-metallic coatings, at patong-patong kaagnasan na nagpapatuloy nang nakararami sa direksyon ng plastic deformation. Tukoy elektoral kaagnasan, kung saan kahit na ang mga indibidwal na bahagi ng solidong solusyon ay maaaring piliing matunaw sa haluang metal (halimbawa, dezincification ng tanso).

Ayon sa mekanismo ng mga reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng metal sa kapaligiran (kemikal at electrochemical corrosion).

Ang kaagnasan ay kemikal, kung, pagkatapos masira ang isang metal na bono, ang mga metal na atom ay direktang konektado sa pamamagitan ng isang kemikal na bono sa mga atom o grupo ng mga atom na bahagi ng mga ahente ng oxidizing na nag-aalis ng mga valence electron ng metal. Ang kemikal na kaagnasan ay posible sa anumang kinakaing unti-unti na kapaligiran, ngunit kadalasan ito ay sinusunod sa mga kaso kung saan ang kinakaing unti-unti na kapaligiran ay hindi isang electrolyte (gas corrosion, kaagnasan sa non-conductive organic na likido). Ang bilis nito ay kadalasang tinutukoy ng pagsasabog ng mga particle ng metal at oxidizer sa pamamagitan ng surface film ng corrosion products (high-temperature oxidation ng karamihan sa mga metal sa pamamagitan ng mga gas), minsan sa pamamagitan ng dissolution o evaporation ng film na ito (high-temperature oxidation ng W o Mo), ang pag-crack nito (oxidation ng Nb sa mataas na temperatura) at paminsan-minsan sa pamamagitan ng convective delivery ng oxidizing agent mula sa panlabas na kapaligiran (sa napakababang konsentrasyon).

Ang kaagnasan ay electrochemical kung, kapag iniiwan ang metal na sala-sala, ang nagreresultang kation ay pumapasok sa pakikipag-ugnay hindi sa ahente ng oxidizing, ngunit sa iba pang mga bahagi ng kinakaing unti-unti na kapaligiran; ang mga electron ay inililipat sa oxidizing agent, na inilabas sa panahon ng pagbuo ng cation. Ang ganitong proseso ay posible sa mga kaso kung saan mayroong dalawang uri ng mga reagents sa kapaligiran, kung saan ang ilan (solvating o complexing) ay may kakayahang pagsamahin sa mga matatag na bono na may isang metal cation nang walang paglahok ng mga valence electron nito, habang ang iba (oxidizing agents) ) ay maaaring mag-attach ng mga valence electron ng metal nang hindi nananatili ang mga cation sa paligid mo. Ang mga solusyon o natutunaw ng mga electrolyte, kung saan ang mga natutunaw na cation ay nagpapanatili ng makabuluhang mobility, ay may katulad na mga katangian. Kaya, sa panahon ng electrochemical corrosion, ang pag-alis ng isang atom mula sa isang metal na sala-sala (na siyang kakanyahan ng anumang proseso ng kaagnasan) ay isinasagawa bilang isang resulta ng dalawang independyente, ngunit pinagsama, magkakaugnay na mga proseso ng electrochemical: anodic - ang paglipat ng mga solvated metal cations sa solusyon, at cathodic - binding oxidizer ng mga inilabas na electron. Sinusunod nito na ang proseso ng electrochemical corrosion ay maaaring pabagalin hindi lamang sa pamamagitan ng direktang pagpigil sa anodic na proseso, kundi pati na rin sa pamamagitan ng pag-impluwensya sa bilis ng cathodic. Ang dalawang pinakakaraniwang proseso ng cathodic ay: hydrogen ion discharge (2 e+ 2H + = H 2) at pagbabawas ng dissolved oxygen (4 e+ O 2 + 4H + = 2H 2 O o 4 e+ O 2 + 2H 2 O = 4OH -), na kadalasang tinatawag na hydrogen at oxygen depolarization, ayon sa pagkakabanggit.

Ang anodic at cathodic na mga proseso, na may isang posibilidad o iba pa at sa isang pagkakasunud-sunod o iba pa, ay nangyayari sa anumang mga punto sa ibabaw ng metal kung saan ang mga cation at electron ay maaaring makipag-ugnayan sa mga bahagi ng kinakaing unti-unti na kapaligiran. Kung ang ibabaw ay homogenous, kung gayon ang mga proseso ng cathodic at anodic ay pantay na malamang sa buong lugar nito; sa isang perpektong kaso, ang kaagnasan ay tinatawag na homogeneous-electrochemical (sa gayon ay binibigyang pansin ang kawalan ng anumang heterogeneity sa probabilidad na pamamahagi ng mga proseso ng electrochemical sa anumang punto sa ibabaw, na, siyempre, ay hindi ibinubukod ang thermodynamic heterogeneity ng mga nakikipag-ugnay na phase) . Sa katotohanan, may mga lugar sa ibabaw ng metal na may iba't ibang kondisyon para sa paghahatid ng mga tumutugon na bahagi, na may iba't ibang estado ng enerhiya ng mga atomo o may iba't ibang mga dumi. Sa mga nasabing lugar, ang alinman sa anodic o cathodic na mga proseso ay maaaring mangyari nang mas masigla, at ang kaagnasan ay nagiging heterogenous-electrochemical.

Sa pamamagitan ng uri ng kinakaing unti-unti na kapaligiran

Ang ilang mga kinakaing unti-unti na kapaligiran at ang pagkasira na dulot ng mga ito ay napaka katangian na ang mga proseso ng kaagnasan na nagaganap sa mga ito ay inuri din ayon sa pangalan ng mga kapaligirang ito.

Bilang isang patakaran, ang mga produktong metal at istruktura ay nakalantad sa maraming uri ng kaagnasan - sa mga kasong ito ay nagsasalita sila tungkol sa pagkilos ng tinatawag na mixed corrosion.

Gas corrosion– kaagnasan sa kapaligiran ng gas sa mataas na temperatura.

Kaagnasan sa atmospera– kaagnasan ng metal sa mga kondisyon ng atmospera na may sapat na kahalumigmigan upang bumuo ng isang electrolyte film sa ibabaw ng metal (lalo na sa pagkakaroon ng mga agresibong gas o aerosol ng mga acid, asin, atbp.). Ang isang tampok ng atmospheric corrosion ay ang malakas na pag-asa ng bilis at mekanismo nito sa kapal ng moisture layer sa ibabaw ng metal o ang antas ng kahalumigmigan ng mga nagresultang produkto ng kaagnasan.

Kaagnasan ng likido– kaagnasan sa likidong media. Ayon sa mga kondisyon ng pagkakalantad ng likidong daluyan sa metal, ang ganitong uri ng kaagnasan ay nailalarawan din bilang kaagnasan sa ilalim ng kumpletong paglulubog, sa ilalim ng bahagyang paglulubog, sa ilalim ng variable na paglulubog, na may sariling katangian.

Kaagnasan sa ilalim ng lupa– kaagnasan ng metal sa mga lupa at lupa. Ang isang katangian ng kaagnasan sa ilalim ng lupa ay ang malaking pagkakaiba sa bilis ng paghahatid ng oxygen (ang pangunahing depolarizer) sa ibabaw ng mga istruktura sa ilalim ng lupa sa iba't ibang mga lupa (sampu-sampung libong beses).

Sa likas na katangian ng mga karagdagang epekto

Ang stress corrosion ay bubuo sa lugar ng tensile o bending mechanical load, pati na rin ang mga natitirang deformation o thermal stresses at, bilang panuntunan, ay humahantong sa transcrystalline pag-crack ng kaagnasan, kung saan, halimbawa, ang mga bakal na kable at bukal ay nakalantad sa mga kondisyon ng atmospera, mga carbon at hindi kinakalawang na asero sa mga planta ng lakas ng singaw, mga high-strength titanium alloys sa tubig dagat, atbp. Sa ilalim ng mga alternating load, ang pagkapagod ng kaagnasan ay maaaring magpakita mismo, na ipinahayag sa isang higit pa o hindi gaanong matalim na pagbaba sa limitasyon ng pagkapagod ng metal sa pagkakaroon ng isang kinakaing unti-unti na kapaligiran. Pagguho ng kaagnasan(o kaagnasan dahil sa alitan) ay pinabilis na pagsusuot ng metal sa ilalim ng sabay-sabay na impluwensya ng kapwa nagpapatibay ng mga kinakaing unti-unti at nakasasakit na mga kadahilanan (sliding friction, daloy ng mga nakasasakit na particle, atbp.). Related sa kanya cavitation ang kaagnasan ay nangyayari sa panahon ng mga mode ng cavitation ng daloy ng isang agresibong kapaligiran sa paligid ng metal, kapag ang tuluy-tuloy na paglitaw at "pagbagsak" ng mga maliliit na bula ng vacuum ay lumilikha ng isang stream ng mga mapanirang microhydraulic shock na nakakaapekto sa ibabaw ng metal. Maaaring isaalang-alang ang isang malapit na pagkakaiba-iba nababalisa- naobserbahan ang kaagnasan sa mga punto ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mahigpit na naka-compress o gumulong na mga bahagi, kung ang mga microscopic shear displacement ay nagaganap sa pagitan ng kanilang mga ibabaw bilang resulta ng mga vibrations.

Ang pagtagas ng electric current sa hangganan ng isang metal na may agresibong kapaligiran ay sanhi, depende sa kalikasan at direksyon ng pagtagas, karagdagang anodic at cathodic reaksyon na maaaring direkta o hindi direktang humantong sa pinabilis na lokal o pangkalahatang pagkasira ng metal (corrosion ligaw na agos). Ang katulad na pagkasira, na naisalokal malapit sa kontak, ay maaaring sanhi ng pakikipag-ugnay sa electrolyte ng dalawang magkaibang mga metal na bumubuo ng isang closed galvanic cell - contact kaagnasan. Sa makitid na mga puwang sa pagitan ng mga bahagi, pati na rin sa ilalim ng maluwag na patong o build-up, kung saan ang electrolyte ay tumagos, ngunit ang pag-access ng oxygen na kinakailangan para sa passivation ng metal ay mahirap, maaari itong bumuo slotted kaagnasan kung saan ang pagkatunaw ng metal ay pangunahing nangyayari sa siwang, at ang mga cathodic na reaksyon ay bahagyang o ganap na nangyayari sa tabi nito sa bukas na ibabaw.

Nakaugalian din na i-highlight biyolohikal kaagnasan na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng mga basurang produkto ng bakterya at iba pang mga organismo, at radiation kaagnasan - kapag nalantad sa radioactive radiation.

Tagapagpahiwatig ng rate ng kaagnasan

Upang maitaguyod ang rate ng kaagnasan ng isang metal sa isang partikular na kapaligiran, ang mga obserbasyon ay karaniwang ginagawa ng mga pagbabago sa paglipas ng panahon sa ilang mga katangian na obhetibong sumasalamin sa pagbabago sa mga katangian ng metal. Ang mga sumusunod na tagapagpahiwatig ay kadalasang ginagamit sa pagsasagawa ng kaagnasan.

Tagapagpahiwatig ng pagbabago ng masa

Ang tagapagpahiwatig ng pagbabago ng masa ay ang pagbabago sa masa ng sample bilang resulta ng kaagnasan, bawat yunit ng ibabaw ng metal S at bawat yunit ng oras (halimbawa, g/m h).

Depende sa mga kondisyon ng kaagnasan, mayroong:

1. negatibong tagapagpahiwatig ng pagbabago ng masa
K-m=
kung saan ang m ay ang pagkawala ng masa ng metal sa panahon ng kaagnasan pagkatapos ng pag-alis ng mga produkto ng kaagnasan.

2. positibong tagapagpahiwatig ng pagbabago ng masa K+m=
kung saan ang m ay ang pagtaas ng masa ng metal sa paglipas ng panahon dahil sa paglaki ng isang pelikula ng mga produktong corrosion.

Kung ang komposisyon ng mga produkto ng kaagnasan ay kilala, kung gayon posible na i-convert mula sa K hanggang K at kabaligtaran K-m= K+m (nok A Me / n Me Aok)
kung saan ang A at M ay ang atomic at molecular mass ng Me at ang oxidizing agent, ayon sa pagkakabanggit; Ang n at n ay ang valence ng metal at ang oxidizing agent sa isang oxidizing environment.

Volumetric corrosion index

Ang K ay ang dami ng gas V na hinihigop o inilabas sa panahon ng proseso sa bawat yunit ng ibabaw ng metal at yunit ng oras (halimbawa, cm/cm h).
K=vol. V/s
Ang dami ng gas ay karaniwang humahantong sa mga normal na kondisyon.
May kaugnayan sa electrochemical corrosion, kapag ang proseso ng cathodic depolarization ay isinasagawa dahil sa paglabas ng mga hydrogen ions, halimbawa, ayon sa 2H + 2 scheme e= H, o ionization ng oxygen molecules O + 4 e+2HO = 4OH; ang mga tagapagpahiwatig ng oxygen (K) at hydrogen (K) ay ipinasok ayon sa pagkakabanggit.
Ang hydrogen index ng corrosion ay ang dami ng H na inilabas sa panahon ng proseso ng corrosion, na tinutukoy bilang Su.
Ang oxygen corrosion index ay ang dami ng O na nasisipsip sa proseso, na hinati ng Su.

Tagapagpahiwatig ng paglaban

Ang pagbabago sa electrical resistance ng isang metal sample sa isang tiyak na oras ng pagsubok ay maaari ding gamitin bilang indikasyon ng corrosion (K).
КR = (R/Ro) 100% para sa oras t
kung saan ang Ro at R ay ang electrical resistance ng sample bago at pagkatapos ng corrosion, ayon sa pagkakabanggit.
Ang pamamaraang ito ay may ilang disbentaha: ang kapal ng metal ay dapat na pareho sa buong pagsubok, at sa kadahilanang ito ang resistivity ay madalas na tinutukoy, i.e. pagbabago sa electrical resistance sa bawat unit area ng sample (cm, mm) na may haba na katumbas ng isa. Ang pamamaraang ito ay may mga limitasyon ng aplikasyon (para sa sheet metal na hindi hihigit sa 3 mm). Ang pinakatumpak na data ay nakuha para sa mga sample ng wire. Ang pamamaraang ito ay hindi angkop para sa mga welded joints.

Mechanical corrosion indicator

Isang pagbabago sa anumang ari-arian ng metal sa panahon ng kaagnasan. Ang mga pagbabago sa lakas ng makunat ay madalas na ginagamit. Ang tagapagpahiwatig ng lakas ay ipinahayag tulad ng sumusunod:
Ko = (in/in) 100% para sa oras t
kung saan ang c ay ang pagbabago sa lakas ng makunat pagkatapos ng kaagnasan ng sample sa paglipas ng panahon; sa – sukdulang lakas bago ang kaagnasan.

Depth corrosion index

K – lalim ng pagkasira ng metal P bawat yunit ng oras (halimbawa, mm/taon).
Ang lalim ng pagkasira ng kaagnasan P ay maaaring average o maximum. Ang depth corrosion index ay maaaring gamitin upang makilala ang pare-pareho at hindi pantay na corrosion (kabilang ang lokal) ng mga metal. Ito ay kapaki-pakinabang para sa paghahambing ng corrosion rate ng mga metal na may iba't ibang densidad. Ang paglipat mula sa masa, kasalukuyang at dami hanggang sa lalim ay posible na may pare-parehong kaagnasan.

Kaagnasan(mula sa Latin na corrosio - corrosion) ay ang kusang pagkasira ng mga metal bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal o physico-chemical sa kapaligiran. Sa pangkalahatan, ito ang pagkasira ng anumang materyal, maging metal o keramika, kahoy o polimer. Ang sanhi ng kaagnasan ay ang thermodynamic instability ng mga materyales sa istruktura sa mga epekto ng mga sangkap sa kapaligiran na nakikipag-ugnay sa kanila.

Ang isang halimbawa ay oxygen corrosion ng bakal sa tubig: 4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3. Ang hydrated iron hydroxide Fe(OH)3 ay tinatawag na kalawang.

Mekanismo ng kaagnasan ng kotse

Bago subukang protektahan ang iyong sarili mula sa kaagnasan, kinakailangan upang sagutin ang tanong kung ano ang metal corrosion. Sa pang-araw-araw na buhay, ang kaagnasan ay ang hitsura ng kalawang sa ibabaw ng isang metal. Ano ang mga pangunahing mekanismo ng pagbuo ng kalawang?

Dapat itong kilalanin na hanggang ngayon ay walang kumpletong sagot sa tanong na ito, at ang mga resulta ng patuloy na pananaliksik ay nagpapakita na ang proseso ng kaagnasan ay napaka kumplikado, dahil ang paglitaw nito ay naiimpluwensyahan ng isang malaking bilang ng mga kadahilanan - ang kemikal na komposisyon ng metal, ang kapaligiran kung saan ito matatagpuan, temperatura, presyon, pagkakaroon ng mga gas atbp. Para sa kadahilanang ito, ang libro ay naglalaman lamang ng pinakapangunahing impormasyon mula sa teorya ng kaagnasan, ang kaalaman kung saan kinakailangan para sa wastong proteksyon ng katawan ng kotse. Ang mambabasa ay maaaring makakuha ng isang mas kumpletong pag-unawa sa mga mekanismo ng kaagnasan mula sa inirerekomendang literatura.

Ang kaagnasan ng bakal (ibig sabihin, ito ang proseso na aming isasaalang-alang pa) ay nangyayari kung mayroong karagdagang hindi bababa sa dalawang higit pang mga sangkap: isang electrolyte, kung saan ang mga hangganan ng bakal, at isa pang konduktor, na nasa hangganan din ng electrolyte. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang electrolyte ay tubig-ulan, atmospheric moisture, snow, at dumi ng kalsada. Ang pangalawang konduktor na may kaugnayan sa katawan ng kotse ay kadalasang ang ibabaw ng lupa, ang kapaligiran, o ilang iba pang panlabas na konduktor na matatagpuan malapit sa kotse. Dalawang konduktor (na sa kasong ito ay tinatawag na mga electrodes) na nahuhulog sa isang electrolyte ay bumubuo ng isang tinatawag na galvanic cell. Ang pangunahing pag-aari ng isang galvanic cell ay kung ang mga electrodes ay gawa sa iba't ibang mga metal, kung gayon ang gayong elemento ay isang mapagkukunan ng boltahe. Sa kasong ito, ang positibong elektrod ay tinatawag na anode; ang negatibong elektrod ay tinatawag na katod.

Subukan ang isang simpleng eksperimento. I-dissolve ang isang kutsarang table salt sa isang baso ng maligamgam na tubig at ibaba ang dalawang plato - isang tanso at ang isa pang bakal. Ang pinakasimpleng mapagkukunan ng boltahe ay handa na. Gamit ang isang voltmeter, madali mong ma-verify na ang galvanic cell ay lumilikha ng isang maliit na boltahe na mas mababa sa kalahating bolta. Kung ipagpapatuloy mo ang eksperimento sa loob ng ilang araw, mapapansin mo kung paano magsisimulang lumitaw ang kalawang sa ibabaw ng bakal. Ang simpleng eksperimentong ito ay malinaw na nagpapakita ng mekanismo ng kaagnasan ng metal. Ang paliwanag para sa mekanismong ito ay ang mga sumusunod.

Mula sa kurso ng pisika, alam na ang mga konduktor ay nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahang maglabas ng mga electron sa panlabas na kapaligiran. Malinaw na maiisip ng isang tao na ang bawat konduktor ay napapalibutan ng isang ulap ng mga electron, na, sa ilalim ng impluwensya ng thermal energy, lumipad mula dito, at pagkatapos, kung walang nakakasagabal sa kanila, bumalik sa konduktor sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersang elektrikal. Kung ang isang metal ay inilagay sa isang electrolyte, pagkatapos ay ang mga positibong metal ions (ibig sabihin, ang mga metal na atom na ang mga electron ay nasa panlabas na kapaligiran) ay magsisimulang lumipat sa electrolyte. Bilang isang resulta, ang metal ay nakakakuha ng isang tiyak na potensyal na maaaring masukat. Sa pagsasagawa, ang potensyal ng isang metal ay tinutukoy na may kaugnayan sa isang espesyal na karaniwang elektrod na ang potensyal ay ipinapalagay na zero. Ang nagreresultang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng karaniwang elektrod at ng metal ay tinatawag na standard electrode potential (SEP).

Ang pinakamalaking interes ay ang proseso ng kaagnasan ng bakal sa isang electrolyte sa pagkakaroon ng isang hindi gaanong aktibong metal. Sa kasong ito, ang bakal, bilang isang mas aktibong metal, ay ang anode at ang hindi gaanong aktibong metal ay ang katod. Sa isang galvanic couple, ang mas aktibong metal, ang anode, ay palaging nabubulok.

Ang anode corrosion ay sinamahan ng dalawang uri ng mga reaksyon - oksihenasyon sa anode at pagbawas sa katod. Sa mga sumusunod, para sa katiyakan, isasaalang-alang namin ang bakal (Fe) bilang isang anode, gayunpaman, ang lahat ng mga resulta tungkol sa kaagnasan nito ay may bisa, kahit man lang sa husay, para sa anumang dating pinangalanang metal.

Ang reaksyon ng oksihenasyon ay maaaring ilarawan bilang isang proseso kung saan ang mga atomo ng bakal ay nagbibigay ng dalawang electron at, bilang isang resulta, nagbabago sa mga positibong sisingilin na iron ions (Fe2+), na pumasa sa solusyon ng electrolyte sa punto ng pakikipag-ugnay sa anode. Ang dalawang electron na ito ay nagbibigay ng negatibong singil sa anode at sa gayon ay nagiging sanhi ng daloy patungo sa katod, kung saan sila ay pinagsama sa mga positibong ion. Kasabay nito, ang mga positibong ion ng anode ay pinagsama sa mga negatibong sisingilin na hydroxyl group (OH), na palaging naroroon sa solusyon ng electrolyte.

Sa eskematiko, ang reaksyon sa anode ay maaaring isulat bilang mga sumusunod:

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

Sa ilalim ng impluwensya ng mga iron ions, ang mga hydrogen ions (H+) ay lumilitaw sa katod, kung saan ang mga electron ng anode ay pinagsama. Ang prosesong ito ay inilarawan sa eskematiko tulad ng sumusunod:

Н+ + 2е = 2Н = Н2

mga. Ang hydrogen evolution ay nangyayari sa katod.

Kung ang anodic at cathodic na mga reaksyon ay pinagsama, sila ay humantong sa isang pangkalahatang reaksyon ng kaagnasan:

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

Kaya, ang bakal, kasama ng tubig at isang hindi gaanong aktibong metal, ay nagiging iron hydroxide, na karaniwang tinatawag na kalawang.

Ang pagkakaroon ng karagdagang asin sa tubig ay humahantong sa isang pagtaas sa kondaktibiti ng electrolyte at, bilang isang resulta, sa isang pagtaas sa rate ng oksihenasyon ng anode. Sa kasong ito, ang ferric chloride at hydrochloric acid solution ay karagdagang nabuo. Ito ang mga kundisyon na ginagawa ng ating mga manggagawa sa kalsada para sa mga motorista tuwing taglamig. Gayunpaman, ang acid rain na bumabagsak sa pag-ulan ay hindi rin nakakatulong sa mahabang buhay ng sasakyan.

Ang isang mahalagang katangian ng kaagnasan ay ang rate ng kaagnasan, na tinukoy bilang ang lalim ng pagtagos ng kaagnasan sa metal sa bawat yunit ng oras. Para sa bakal, ang pinakakaraniwang rate ng kaagnasan ay nasa hanay na 0.05-0.02 nm/taon. Mula sa ibinigay na mga halaga ng rate ng kaagnasan ay sumusunod na kung ang patong ng pintura ay nasira sa loob ng 5 taon ng pagpapatakbo ng kotse, ang kapal ng metal ay maaaring bumaba ng 0.25-1 mm, ibig sabihin, sa katunayan, kung ang mga espesyal na hakbang sa proteksyon. ay hindi ibinigay, ang metal ay kalawang, gaya ng sinasabi nila, sa pamamagitan ng.

Ang inilarawan na mekanismo ng kaagnasan ay nagpapahiwatig din ng mga pangunahing paraan upang labanan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito. Ang kardinal na paraan ay upang maalis ang katod o electrolyte, gayunpaman, ang pamamaraang ito ay hindi gaanong angkop, dahil ang kotse ay hindi maaaring ihiwalay sa kapaligiran at, lalo na, mula sa ibabaw ng lupa. Mayroong dalawang pagpipilian na natitira - upang ihiwalay ang metal mula sa electrolyte gamit ang isang patong o upang ibahin ang anyo ng katawan ng kotse mula sa isang anode patungo sa isang katod.

Ang unang paraan ay kilala sa lahat ng mga mahilig sa kotse at malawakang ginagamit sa pagsasanay, gayunpaman, hindi nito pinipigilan ang kaagnasan, ngunit pinoprotektahan lamang ang metal mula sa kalawang. Kung ang pintura ay nasira, ang kaagnasan ay magsisimulang mag-corrode sa metal, at ang muling paglalapat ng patong ay nauugnay sa malaking gastos sa oras at materyal (Appendix 1, 2).

Ang pinaka-mahina na bahagi ng katawan ng kotse ay ang mga nakatagong cavity at siwang, tulad ng mga sills, panloob na beam, side member, pillars, panloob na ibabaw ng mga pinto, kisame, at halos buong katawan ng kotse (tingnan ang Appendix 1). Ang kumplikadong hugis ng mga nakatagong mga bitak at mga lukab ay nagpapahirap, at kadalasang imposible, upang maayos na ihanda ang ibabaw para sa pagpipinta at ang pagpipinta mismo, at ang mga panloob na stress ng metal na baluktot sa mga lugar na ito ay nakakatulong sa matinding kaagnasan nito. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang buhay ng serbisyo ng katawan ng pampasaherong sasakyan bago ito mabigo ay 6 na taon.

Kasabay nito, nang hindi itinatanggi ang kahalagahan ng regular na pagpapanumbalik ng gawaing pintura, binibigyang pansin ng may-akda ang isang pangunahing naiibang paraan ng pagprotekta sa katawan ng kotse mula sa kaagnasan, ibig sabihin, ang kumpletong pagtigil ng proseso ng kaagnasan mismo sa pamamagitan ng pagbabago ng potensyal ng katawan . Ang pamamaraang ito ay tinatawag na cathodic protection sa panitikan.

Ang proteksyon ng cathodic ng mga metal ay batay sa katotohanan na ang rate ng kaagnasan ay proporsyonal sa aktibidad ng mga metal na bumubuo ng isang galvanic couple. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang katawan ng kotse ay isang anode at samakatuwid ay corrodes. Kung binago mo ang potensyal ng katawan na may kaugnayan sa panlabas na kapaligiran, alinman sa paggamit ng isang panlabas na mapagkukunan ng boltahe o sa pamamagitan ng pagdadala nito sa pakikipag-ugnay sa isang mas aktibong metal, kung gayon ang katawan ng kotse mismo ay magiging isang katod at hindi kaagnasan (hindi bababa sa ang corrosion rate ay bababa ng daan-daang beses), at ang anode ay magsisimulang lumala . Alinsunod sa paraan ng pagbabago ng potensyal ng protektadong metal, ang proteksyon ng sakripisyo at electrochemical ay nakikilala. Gayunpaman, bago isaalang-alang ang mga pamamaraan ng proteksyon, ipinapayong ilarawan ang mga katangian ng kaagnasan ng kotse sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng operating.

Ang kaagnasan ng kotse sa panahon ng operasyon at mga passive na pamamaraan ng paglaban dito

Ang mga kondisyon ng imbakan ng kotse ay may espesyal na impluwensya sa kaagnasan ng katawan ng kotse. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang kotse ay naka-park sa halos lahat ng oras, sa isang garahe, at isang maliit na bahagi lamang ng oras ang kumikilos. Habang nagmamaneho, ang kotse ay masinsinang hinipan ng sariwang hangin, "maaliwalas", na, lahat ng iba pang bagay ay pantay, binabawasan ang rate ng kaagnasan.

Ang mga kondisyon ng imbakan, bilang unang pagtataya, ay maaaring hatiin sa pag-iimbak ng kotse sa isang bukas na paradahan (kabilang ang ilalim ng awning) at pag-iimbak ng kotse sa isang garahe. Isaalang-alang natin ang mga opsyon sa storage.

Kaagnasan ng isang kotse sa isang bukas na paradahan

Sa isang bukas na paradahan, ang kotse ay patuloy na nakalantad sa kahalumigmigan sa hangin at pag-ulan. Sa mga kondisyon ng mababa at katamtamang halumigmig sa mainit-init na panahon, kapag ang temperatura ng hangin ay nagbabago (halimbawa, sa gabi o maagang umaga), ang kahalumigmigan ng atmospera ay namumuo sa buong ibabaw ng kotse, sa labas at sa loob ng cabin. Ang pinakamalaking akumulasyon nito ay sinusunod sa mga nakatagong cavity (mga threshold, mga bahagi ng gilid, mga haligi, sa panloob na ibabaw ng mga pintuan, mga kisame sa ilalim ng pandekorasyon na tapiserya, ang kahalumigmigan ay sumingaw mula sa mga bukas na ibabaw ngunit nananatili sa mga nakatagong mga lukab sa loob ng mahabang panahon). Bilang resulta, ang mga ito, kadalasang mahirap abutin na mga bahagi ng katawan ang mas dumaranas ng kaagnasan kaysa sa iba. Sa mataas na kahalumigmigan ng hangin o sa panahon ng pag-ulan, ang kahalumigmigan ay higit pa o hindi gaanong pantay na ipinamamahagi sa buong panlabas na ibabaw ng kotse at, dahil hindi ito tumitigil sa kasong ito, nagiging sanhi ito ng proseso ng kaagnasan sa pinakamaliit na lawak.

Gayunpaman, dapat tandaan na sa kasong ito, posible ang akumulasyon ng kahalumigmigan sa interior ng kotse. Kaya, kapag nag-iimbak ng kotse sa isang bukas na paradahan, ang mga panloob na ibabaw ng katawan nito ay pinaka-madaling kapitan sa kaagnasan. Ang mga panlabas na ibabaw ay nabubulok lamang kung saan nasira ang pintura.

Kahit na tila kakaiba, ang mga karagdagang pag-iingat ay dapat gawin kapag nag-iimbak ng kotse sa ilalim ng tolda. Ang isang awning (halimbawa, gawa sa tarpaulin) ay mapagkakatiwalaang pinoprotektahan ang kotse mula sa alikabok, dumi, niyebe at bahagyang mula sa tubig, ngunit hindi pinoprotektahan ang kotse mula sa pagkakalantad sa kahalumigmigan ng hangin. Bukod dito, ang moisture condenses sa ilalim ng awning at nananatili sa katawan ng kotse sa loob ng mahabang panahon. Kaya, ang kotse sa ilalim ng awning ay, parang, sa isang paliguan ng tubig, na nag-aambag sa kaagnasan ng kotse sa tag-araw kapag, pagkatapos ng lamig ng gabi, ang temperatura ng hangin ay tumataas. Ang mekanismo ng paglitaw ng kalawang sa kasong ito ay malinaw mula sa nakaraang talakayan. Ang katawan ng kotse at basa-basa na hangin na magkasama ay bumubuo ng isang galvanic couple kung saan ang katawan ng kotse ay ang anode. Kung ang takip ay nakadikit sa ibabaw ng kotse, kung gayon kahit na ang patong ng pintura ay hindi mapoprotektahan laban sa kaagnasan at mga kalawang na makikita sa pintura.

Kadalasan, sapat na ang ilang fog sa umaga ng tag-init para maging isang tumpok ng kalawang na metal ang isang bagong kotse. Samakatuwid, kung tinakpan mo ng awning ang iyong sasakyan, siguraduhing sundin ang mga patakaran:

1. Huwag hayaang madikit ang takip sa katawan ng kotse;
2. magbigay ng bentilasyon ng hangin sa ilalim ng takip;
3. Paminsan-minsan, lalo na sa panahon ng mataas na kahalumigmigan at pagbabago ng temperatura, tanggalin ang takip at pahangin ang kotse.

Ang mga tuntuning ito ay maaaring isabuhay sa iba't ibang paraan.

Ang isang frame sa anyo ng isang hagdan ay ginawa mula sa mga sulok ng duralumin na may sukat na 40x40 mm. Ang haba ng frame ay tumutugma sa haba ng kotse, ang lapad ng frame ay bahagyang mas malaki kaysa sa lapad ng kotse. Ang gitnang frame cross member ay inilalagay sa roof rack ng sasakyan gamit ang mga turnilyo o mga lubid.

Ang isang hugis-parihaba na tarpaulin ay itinapon sa ibabaw ng resultang frame. Pinoprotektahan ng disenyong ito ang kotse mula sa ulan at dumi, nagbibigay ng magandang bentilasyon (dahil walang mga pader sa harap at likuran) at maaaring i-disassemble at tipunin sa loob ng ilang minuto.

Kaagnasan ng kotse kapag nakaimbak sa garahe

Sa unang sulyap, ang pinakamahusay na mga kondisyon para sa pangmatagalang imbakan ng isang kotse ay nilikha sa isang garahe, dahil pinoprotektahan ng garahe ang kotse mula sa panlabas na pag-ulan. Gayunpaman, ipinakita ng maraming pag-aaral na ito ay totoo lamang sa mababang kahalumigmigan ng hangin. Sa mga kondisyon ng mataas na kahalumigmigan (sa gitnang zone, kasama sa panahong ito ang taglagas at lalo na ang tagsibol, i.e. halos anim na buwan), ang rate ng metal corrosion sa isang ordinaryong kahon ng bakal na may kongkretong sahig ay 1 mm/taon, na 5-20 beses. mas mataas kaysa sa rate sa open air. Ang dahilan para dito, kabalintunaan sa unang sulyap, ang kababalaghan ay ang mga metal na dingding ng garahe ay isang halimbawa ng isang karagdagang katod, na nagpapataas ng rate ng kaagnasan. Ang pagkakaroon ng tulad ng isang malaking karagdagang katod ay nagiging sanhi ng kaagnasan sa loob at labas ng buong pabahay. Sa kasong ito, ang mga bahagi ng katawan na matatagpuan sa mas mahalumigmig na mas mababang mga layer ng atmospera - ang sahig, ibaba, mga rim ng gulong, at transmisyon - ay nagdurusa sa mas malaking lawak.

Upang mas mahusay na mapanatili ang kotse, ang mga dingding ng garahe ay dapat na pininturahan, at ang sahig ay dapat na mapagkakatiwalaan na protektado mula sa tubig sa lupa. Sa layuning ito, bago maglagay ng kongkreto, aspalto o durog na bato, maglagay ng mga polyethylene sheet sa lupa na ganap na takip sa ibabaw ng sahig Kaya, mapagkakatiwalaan mong protektahan ang iyong garahe mula sa kahalumigmigan na nakapaloob sa lupa, na lalong mahalaga sa panahon. ng mga pag-ulan sa taglagas at pagbaha sa tagsibol. Ang ilang mga mahilig sa kotse ay nag-uphol sa mga dingding at sahig ng garahe gamit ang kahoy. Gayunpaman, ang gayong proteksyon sa sasakyan ay lubos na binabawasan ang kaligtasan ng sunog. Samakatuwid, kung maaari, mas mainam na gumamit ng asbestos coating o fiberglass para sa layuning ito. Kapag nag-aayos ng isang garahe, siguraduhing magbigay ng bentilasyon. Ang bentilasyon ng garahe ay nagtataguyod ng patuloy na pagpapalitan ng hangin, binabawasan ang kahalumigmigan ng hangin at sa gayon ay nagpapabagal sa rate ng kaagnasan. Ang pinakasimpleng paraan upang magbigay ng bentilasyon sa garahe ay ang paggamit ng asbestos pipe na naka-install patayo sa taas na 30-40 cm sa itaas ng sahig at tumataas ng 1 m sa itaas ng bubong ng garahe.

Ang diameter ng pipe para sa isang karaniwang garahe na may dami na 50-60 m3 ay dapat na hindi bababa sa 20 cm Upang maiwasan ang pag-ulan mula sa pagpasok sa garahe sa pamamagitan ng tubo, palamutihan ang tuktok nito na may isang metal na kono, na, bilang karagdagan, ay dapat na. pinagbabatayan.

Paglipat ng kaagnasan ng kotse

Bilang isang patakaran, kapag nagmamaneho, bumababa ang rate ng kaagnasan ng katawan ng kotse. Ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ang paparating na hangin ay masinsinang pumutok sa katawan ng kotse, bilang isang resulta, ang kahalumigmigan ng hangin ay bumababa sa labas at sa loob ng katawan ng kotse. Gayunpaman, kapag nagmamaneho sa isang marumi o basang kalsada, ang epekto sa katawan ng kotse ng ulan, niyebe, asin na nawiwisik sa mga kalsada sa taglamig, na sinamahan ng mga mekanikal na epekto ng buhangin, maliliit na bato, ice floes at vibration, ay humahantong sa pagtanda at pagkasira ng patong. Ang pinaka-mahina na mga lugar sa kasong ito ay ang mga panloob na ibabaw ng harap at likurang mga pakpak, ang ilalim, paghahatid at suspensyon ng kotse. Ang mekanikal na stress na sinamahan ng kahalumigmigan ay humahantong sa katotohanan na ang mga bahaging ito ng katawan ng kotse ay nagsisimulang mag-corrode muna.

Ang pinaka-kilalang mga paraan upang maprotektahan ang katawan ng isang gumagalaw na kotse ay ang anti-corrosion treatment sa ilalim at ang paggamit ng mga fender liners. Ang pinakamahusay na proteksiyon na patong para sa ilalim ay isang patong batay sa mga resin ng goma, na may mahusay na pagdirikit sa metal at bumubuo ng isang makapal, maluwag na layer kung saan ang mga mekanikal na particle (buhangin, dumi) ay natigil at hindi umabot sa metal.

Ang mga fender liners ay perpektong pinoprotektahan ang mga panloob na ibabaw ng mga pakpak mula sa mga mekanikal na epekto ng dumi at buhangin. Kasabay nito, ang isang saradong espasyo ay nabuo sa pagitan ng mga liner ng fender at ang ibabaw na kanilang pinoprotektahan, na nag-aambag sa akumulasyon ng kahalumigmigan. Samakatuwid, kapag nag-i-install ng mga fender liners, kinakailangan upang matiyak ang libreng pag-access ng hangin para sa bentilasyon at ipinapayong alisin ang mga fender liners kapag ang kotse ay naka-park nang mahabang panahon.

Ang mga katotohanan sa itaas, pati na rin ang sariling mga obserbasyon ng mga mahilig sa kotse, ay nagpapahiwatig ng maraming uri ng mga kondisyon kung saan nangyayari ang kaagnasan ng katawan ng kotse. Kabilang sa iba't-ibang ito, itinatampok namin ang dalawang kondisyon na, sa aming opinyon, ay may pinakamalaking epekto: ang pagbuo ng mga lokal na lugar ng akumulasyon ng kahalumigmigan at ang paghalay ng kahalumigmigan sa parehong panloob at panlabas na mga ibabaw ng katawan ng kotse. Para sa mga kasong ito na isasaalang-alang ang mga pamamaraan ng proteksyon ng cathodic.

CORROSION NG MGA METAL– pisikal-kemikal o kemikal na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng metal (alloy) at kapaligiran, na humahantong sa pagkasira ng mga functional na katangian ng metal (alloy), kapaligiran o teknikal na sistema na kinabibilangan ng mga ito.

Ang salitang corrosion ay nagmula sa Latin na "corrodo" - "to gnaw" (Late Latin na "corrosio" ay nangangahulugang "corrosion").

Ang kaagnasan ay sanhi ng isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng metal at mga sangkap sa kapaligiran na nangyayari sa interface sa pagitan ng metal at ng kapaligiran. Kadalasan, ito ang oksihenasyon ng metal, halimbawa, sa pamamagitan ng atmospheric oxygen o mga acid na nakapaloob sa mga solusyon kung saan nakikipag-ugnay ang metal. Ang mga metal na matatagpuan sa serye ng boltahe (serye ng aktibidad) sa kaliwa ng hydrogen, kabilang ang bakal, ay lalong madaling kapitan dito.

Bilang resulta ng kaagnasan, ang bakal ay kalawang. Ang prosesong ito ay napakakomplikado at may kasamang ilang yugto. Maaari itong ilarawan sa pamamagitan ng summary equation:

4Fe + 6H 2 O (moisture) + 3O 2 (hangin) = 4Fe(OH) 3

Ang iron(III) hydroxide ay lubhang hindi matatag, mabilis na nawawalan ng tubig at nagiging iron(III) oxide. Hindi pinoprotektahan ng tambalang ito ang ibabaw ng bakal mula sa karagdagang oksihenasyon. Bilang resulta, ang bagay na bakal ay maaaring ganap na masira.

Maraming mga metal, kabilang ang mga medyo aktibo (halimbawa, aluminyo), kapag corroded, ay natatakpan ng isang siksik, well-bonded oxide film, na hindi pinapayagan ang mga ahente ng oxidizing na tumagos sa mas malalim na mga layer at samakatuwid ay pinoprotektahan ang metal mula sa kaagnasan. Kapag naalis ang pelikulang ito, ang metal ay nagsisimulang makipag-ugnayan sa kahalumigmigan at oxygen sa hangin.

Ang aluminyo sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay lumalaban sa hangin at tubig, kahit na kumukulo na tubig, ngunit kung ang mercury ay inilapat sa ibabaw ng aluminyo, ang resultang amalgam ay sumisira sa oxide film - itinutulak ito mula sa ibabaw, at ang metal ay mabilis na nagiging puting mga natuklap ng aluminyo metahydroxide:

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

Ang pinagsama-samang aluminyo ay tumutugon sa tubig upang maglabas ng hydrogen:

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

Ang ilang medyo hindi aktibo na mga metal ay madaling kapitan din sa kaagnasan. Sa mahalumigmig na hangin, ang ibabaw ng tanso ay natatakpan ng maberde na patong (patina) bilang resulta ng pagbuo ng pinaghalong mga pangunahing asin.

Minsan kapag ang mga metal ay kinakaing unti-unti, hindi oksihenasyon ang nangyayari, ngunit ang pagbawas ng ilang mga elemento na nakapaloob sa mga haluang metal. Halimbawa, sa mataas na presyon at temperatura, ang mga carbide na nilalaman ng mga bakal ay nababawasan ng hydrogen.

Ang pagkasira ng mga metal sa pagkakaroon ng hydrogen ay natuklasan noong kalagitnaan ng ikalabinsiyam na siglo. Pinag-aralan ng inhinyero ng Pransya na si Sainte-Claire Deville ang mga sanhi ng hindi inaasahang pagputok ng mga baril ng baril. Sa kanilang pagsusuri sa kemikal, natagpuan niya ang hydrogen sa metal. Nagpasya si Deville na hydrogen saturation ang dahilan ng biglaang pagbaba ng lakas ng bakal.

Ang hydrogen ay nagdulot ng maraming problema sa mga taga-disenyo ng kagamitan para sa isa sa pinakamahalagang proseso ng kemikal na pang-industriya - ammonia synthesis. Ang mga unang device para sa synthesis na ito ay tumagal lamang ng sampu-sampung oras, at pagkatapos ay nabasag sa maliliit na bahagi. Ang pagdaragdag lamang ng titanium, vanadium o molibdenum sa bakal ay nakatulong sa paglutas ng problemang ito.

Ang kaagnasan ng mga metal ay maaari ring isama ang kanilang pagkatunaw sa likidong tinunaw na mga metal (sodium, lead, bismuth), na ginagamit, lalo na, bilang mga coolant sa mga nuclear reactor.

Sa mga tuntunin ng stoichiometry, ang mga reaksyon na naglalarawan sa kaagnasan ng mga metal ay medyo simple, ngunit sa mga tuntunin ng kanilang mekanismo ay nabibilang sila sa mga kumplikadong heterogenous na proseso. Ang mekanismo ng kaagnasan ay pangunahing tinutukoy ng uri ng agresibong kapaligiran.

Kapag ang isang metal na materyal ay nakipag-ugnayan sa isang chemically active na gas, lumilitaw ang isang pelikula ng mga produkto ng reaksyon sa ibabaw nito. Pinipigilan nito ang karagdagang pakikipag-ugnay sa pagitan ng metal at gas. Kung ang counter diffusion ng mga reacting substance ay nangyayari sa pamamagitan ng pelikulang ito, kung gayon ang reaksyon ay magpapatuloy. Ang proseso ay pinadali sa mataas na temperatura. Sa panahon ng kaagnasan, ang pelikula ng produkto ay patuloy na lumalapot at ang metal ay nawasak. Ang metalurhiya at iba pang mga industriya na gumagamit ng mataas na temperatura ay dumaranas ng matinding pagkalugi mula sa gas corrosion.

Ang kaagnasan ay pinakakaraniwan sa mga kapaligiran ng electrolyte. Sa ilang mga teknolohikal na proseso, ang mga metal ay nakikipag-ugnayan sa mga tinunaw na electrolyte. Gayunpaman, kadalasang nangyayari ang kaagnasan sa mga solusyon sa electrolyte. Ang metal ay hindi kailangang lubusang ibabad sa likido. Ang mga solusyon sa electrolyte ay maaaring naroroon sa anyo ng isang manipis na pelikula sa ibabaw ng metal. Sila ay madalas na tumagos sa kapaligiran na nakapalibot sa metal (lupa, kongkreto, atbp.).

Sa panahon ng pagtatayo ng tulay ng metro at ang istasyon ng Leninskie Gory sa Moscow, ang malaking halaga ng sodium chloride ay idinagdag sa kongkreto upang maiwasan ang pagyeyelo ng kongkreto na hindi pa naitakda. Ang istasyon ay itinayo sa pinakamaikling posibleng panahon (sa loob lamang ng 15 buwan) at binuksan noong Enero 12, 1959. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng sodium chloride sa kongkreto ay naging sanhi ng pagkasira ng bakal na pampalakas. 60% ng reinforced concrete structures ay napapailalim sa corrosion, kaya ang istasyon ay isinara para sa muling pagtatayo , tumatagal ng halos 10 taon. Noong Enero 14, 2002, ang tulay ng metro at ang istasyon, na tinatawag na Vorobyovy Gory, ay muling binuksan.

Ang paggamit ng mga asin (karaniwan ay sodium o calcium chloride) upang alisin ang niyebe at yelo sa mga kalsada at bangketa ay nagdudulot din ng mas mabilis na pagkasira ng mga metal. Malubhang apektado ang mga sasakyan at komunikasyon sa ilalim ng lupa. Tinatayang sa Estados Unidos lamang, ang paggamit ng mga asin upang labanan ang pag-ulan ng niyebe at yelo ay humahantong sa pagkalugi ng humigit-kumulang $2 bilyon bawat taon dahil sa kaagnasan ng makina at $0.5 bilyon sa karagdagang pagkukumpuni ng mga kalsada, underground highway at tulay.

Sa mga kapaligiran ng electrolyte, ang kaagnasan ay sanhi hindi lamang ng pagkilos ng oxygen, tubig o mga acid sa mga metal, kundi pati na rin ng mga proseso ng electrochemical. Nasa simula na ng ika-19 na siglo. Ang electrochemical corrosion ay pinag-aralan ng mga English scientist na sina Humphry Davy at Michael Faraday. Ang unang teorya ng electrochemical corrosion ay iniharap noong 1830 ng Swiss scientist na si De la Rive. Ipinaliwanag nito ang paglitaw ng kaagnasan sa punto ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng dalawang magkaibang mga metal.

Ang electrochemical corrosion ay humahantong sa mabilis na pagkasira ng mas aktibong mga metal, na sa iba't ibang mga mekanismo at aparato ay nakikipag-ugnay sa mga hindi gaanong aktibong metal na matatagpuan sa kanan sa serye ng electrochemical boltahe. Ang paggamit ng mga bahaging tanso o tanso sa mga istrukturang bakal o aluminyo na gumagana sa tubig-dagat ay makabuluhang nagpapataas ng kaagnasan. May mga kilalang kaso ng pagkasira at paglubog ng mga barko na ang kalupkop na bakal ay kinabitan ng mga rivet na tanso.

Hiwalay, ang aluminyo at titanium ay lumalaban sa tubig-dagat, ngunit kung sila ay nakipag-ugnayan sa isang produkto, halimbawa, sa isang pabahay para sa mga kagamitan sa photographic sa ilalim ng dagat, ang aluminyo ay napakabilis na nasira at ang pabahay ay tumagas.

Ang mga proseso ng electrochemical ay maaari ding mangyari sa isang homogenous na metal. Ang mga ito ay isinaaktibo kung may mga pagkakaiba sa komposisyon ng butil ng metal sa bulk at sa hangganan, hindi magkakatulad na mekanikal na stress, microimpurities, atbp. Marami sa aming mga kababayan ang nakibahagi sa pagbuo ng pangkalahatang teorya ng electrochemical corrosion ng mga metal na materyales, kasama sina Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865–1952) at Alexander Naumovich Frumkin (1895–1976).

Ang isa sa mga dahilan para sa paglitaw ng electrochemical corrosion ay ang mga ligaw na alon, na lumilitaw dahil sa pagtagas ng bahagi ng kasalukuyang mula sa mga de-koryenteng circuit sa lupa o may tubig na mga solusyon, kung saan nahuhulog ang mga ito sa mga istrukturang metal. Kung saan lumalabas ang kasalukuyang mga istrukturang ito, ang pagkatunaw ng metal ay magsisimula muli sa lupa o tubig. Ang ganitong mga zone ng pagkasira ng mga metal sa ilalim ng impluwensya ng mga ligaw na alon ay lalo na madalas na sinusunod sa mga lugar ng ground electric transport (tram lines, electric railway transport). Ang mga agos na ito ay maaaring umabot ng ilang amperes, na humahantong sa malaking pinsala sa kaagnasan. Halimbawa, ang pagpasa ng isang kasalukuyang ng 1 A sa loob ng isang taon ay magiging sanhi ng pagkatunaw ng 9.1 kg ng bakal, 10.7 kg ng sink, 33.4 kg ng tingga.

Ang kaagnasan ay maaari ding mangyari sa ilalim ng impluwensya ng radiation, pati na rin ang mga basurang produkto ng bakterya at iba pang mga organismo. Ang pag-unlad ng bakterya sa ibabaw ng mga istrukturang metal ay nauugnay sa kababalaghan ng biocorrosion. Ang fouling sa ilalim ng dagat na bahagi ng mga barko na may maliliit na marine organism ay nakakaapekto rin sa mga proseso ng kaagnasan.

Kapag ang metal ay sabay na nakalantad sa panlabas na kapaligiran at mekanikal na stress, ang lahat ng mga proseso ng kaagnasan ay isinaaktibo, dahil binabawasan nito ang thermal stability ng metal, sinisira ang mga pelikulang oxide sa ibabaw ng metal, at pinatindi ang mga proseso ng electrochemical sa mga lugar kung saan lumilitaw ang mga bitak at inhomogeneities.

Ang kaagnasan ay humahantong sa malaking hindi maibabalik na pagkawala ng mga metal tungkol sa 10% ng ginawang bakal ay ganap na nawasak bawat taon. Ayon sa Institute of Physical Chemistry ng Russian Academy of Sciences, bawat ikaanim na blast furnace sa Russia ay gumagana nang walang kabuluhan - ang lahat ng natunaw na metal ay nagiging kalawang. Ang pagkasira ng mga istrukturang metal, mga sasakyang pang-agrikultura at pang-transportasyon, at mga kagamitang pang-industriya ay nagdudulot ng downtime, mga aksidente, at pagkasira sa kalidad ng produkto. Ang pagsasaalang-alang sa posibleng kaagnasan ay humahantong sa pagtaas ng mga gastos sa metal sa paggawa ng high-pressure apparatus, steam boiler, metal container para sa mga nakakalason at radioactive substance, atbp. Pinatataas nito ang pangkalahatang pagkawala ng kaagnasan. Malaking halaga ng pera ang kailangang gastusin sa proteksyon laban sa kaagnasan. Ang ratio ng mga direktang pagkalugi, hindi direktang pagkalugi at mga gastos para sa proteksyon ng kaagnasan ay tinatantya bilang (3–4):1:1. Sa mga industriyalisadong bansa, ang pinsala mula sa kaagnasan ay umabot sa 4% ng pambansang kita. Sa ating bansa ito ay nagkakahalaga ng bilyun-bilyong rubles sa isang taon.

Ang mga problema sa kaagnasan ay patuloy na lumalala dahil sa patuloy na pagtaas ng produksyon ng metal at ang paghihigpit ng kanilang mga kondisyon sa pagpapatakbo. Ang kapaligiran kung saan ginagamit ang mga istrukturang metal ay nagiging mas agresibo, kabilang ang dahil sa polusyon nito. Ang mga produktong metal na ginagamit sa teknolohiya ay gumagana sa ilalim ng mga kondisyon ng lalong mataas na temperatura at presyon, malakas na daloy ng mga gas at likido. Samakatuwid, ang mga isyu ng pagprotekta sa mga metal na materyales mula sa kaagnasan ay nagiging mas nauugnay. Imposibleng ganap na maiwasan ang kaagnasan ng metal, kaya ang tanging paraan upang labanan ito ay maghanap ng mga paraan upang mapabagal ito.

Ang problema sa pagprotekta sa mga metal mula sa kaagnasan ay lumitaw halos sa pinakadulo simula ng kanilang paggamit. Sinubukan ng mga tao na protektahan ang mga metal mula sa mga impluwensya sa atmospera sa tulong ng taba, mga langis, at kalaunan sa pamamagitan ng patong sa iba pang mga metal at, higit sa lahat, mababang natutunaw na lata (tinning). Sa mga gawa ng sinaunang Griyegong mananalaysay na si Herodotus (ika-5 siglo BC) at ang sinaunang siyentipikong Romano na si Pliny the Elder (1st century BC) mayroon nang mga pagtukoy sa paggamit ng lata upang protektahan ang bakal mula sa kalawang. Sa kasalukuyan, ang paglaban sa kaagnasan ay isinasagawa sa maraming direksyon nang sabay-sabay - sinusubukan nilang baguhin ang kapaligiran kung saan gumagana ang isang produktong metal, naiimpluwensyahan ang resistensya ng kaagnasan ng materyal mismo, at maiwasan ang pakikipag-ugnay sa pagitan ng metal at mga agresibong sangkap ng panlabas. kapaligiran.

Ang kaagnasan ay maaaring ganap na maiwasan lamang sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran, halimbawa, sa isang argon na kapaligiran, ngunit sa karamihan ng mga kaso imposibleng aktwal na lumikha ng gayong kapaligiran sa panahon ng pagpapatakbo ng mga istruktura at mekanismo. Sa pagsasagawa, upang mabawasan ang kaagnasan ng isang daluyan, sinusubukan nilang alisin ang pinaka-reaktibong mga sangkap mula dito, halimbawa, binabawasan nila ang kaasiman ng mga may tubig na solusyon at mga lupa kung saan maaaring makipag-ugnay ang mga metal. Ang isa sa mga paraan ng paglaban sa kaagnasan ng bakal at mga haluang metal nito, tanso, tanso, sink, at tingga ay ang pag-alis ng oxygen at carbon dioxide mula sa mga may tubig na solusyon. Sa sektor ng enerhiya at ilang sangay ng teknolohiya, ang tubig ay napapalaya din mula sa mga chlorides, na nagpapasigla sa lokal na kaagnasan. Upang mabawasan ang kaasiman ng lupa, ang liming ay isinasagawa.

Ang pagiging agresibo ng kapaligiran ay lubos na nakasalalay sa kahalumigmigan. Para sa anumang metal mayroong isang tiyak na kritikal na kamag-anak na kahalumigmigan, sa ibaba kung saan hindi ito napapailalim sa kaagnasan sa atmospera. Para sa bakal, tanso, nikel, sink ito ay 50-70%. Minsan, para mapanatili ang mga bagay na may makasaysayang halaga, ang temperatura ng mga ito ay artipisyal na pinananatili sa itaas ng dew point. Sa mga saradong espasyo (halimbawa, sa mga kahon ng packaging), nababawasan ang halumigmig gamit ang silica gel o iba pang adsorbents. Ang pagiging agresibo ng pang-industriyang kapaligiran ay pangunahing tinutukoy ng mga produkto ng pagkasunog ng gasolina ( cm. POLUSYON SA KAPALIGIRAN). Ang pag-iwas sa acid rain at ang pag-aalis ng mga nakakapinsalang gas emissions ay nakakatulong na mabawasan ang mga pagkalugi mula sa kaagnasan.

Ang pagkasira ng mga metal sa may tubig na kapaligiran ay maaaring pabagalin gamit ang mga corrosion inhibitor, na idinaragdag sa maliliit na dami (karaniwan ay mas mababa sa 1%) sa mga may tubig na solusyon. Itinataguyod nila ang passivation ng ibabaw ng metal, iyon ay, ang pagbuo ng isang manipis at siksik na pelikula ng mga oxide o iba pang hindi gaanong natutunaw na mga compound, na pumipigil sa pagkawasak ng pangunahing sangkap. Para sa layuning ito, ang ilang mga sodium salts (carbonate, silicate, borate) at iba pang mga compound ay ginagamit. Kung ang mga razor blades ay inilubog sa isang solusyon ng potassium chromate, mas magtatagal ang mga ito. Ang mga organikong inhibitor ay kadalasang ginagamit, na mas epektibo kaysa sa mga hindi organiko.

Ang isa sa mga paraan ng proteksyon ng kaagnasan ay batay sa pagbuo ng mga bagong materyales na may mas mataas na paglaban sa kaagnasan. Ang paghahanap para sa mga pamalit para sa kinakaing unti-unti na mga metal ay patuloy. Ang mga plastik, keramika, salamin, goma, asbestos at kongkreto ay mas lumalaban sa mga impluwensya sa kapaligiran, ngunit sa maraming iba pang mga katangian ay mas mababa ang mga ito sa mga metal, na nagsisilbi pa rin bilang pangunahing mga materyales sa istruktura.

Ang mga marangal na metal ay halos lumalaban sa kaagnasan, ngunit ang mga ito ay masyadong mahal para sa malawakang paggamit, kaya ginagamit lamang ang mga ito sa mga pinaka-kritikal na bahagi, halimbawa, para sa paggawa ng mga non-corrosive electrical contact. Ang nikel, aluminyo, tanso, titan at mga haluang metal batay sa mga ito ay may mataas na paglaban sa kaagnasan. Ang kanilang produksyon ay medyo mabilis na lumalaki, ngunit kahit na ngayon ang pinaka-naa-access at malawakang ginagamit na metal ay nananatiling mabilis na kinakalawang na bakal. Alloying ay madalas na ginagamit upang magbigay ng corrosion resistance sa bakal-based alloys. Ito ay kung paano nakuha ang hindi kinakalawang na asero, na, bilang karagdagan sa bakal, ay naglalaman ng kromo at nikel. Ang pinakakaraniwang hindi kinakalawang na asero sa ating panahon, grade 18-8 (18% chromium at 8% nickel), ay lumitaw noong 1923. Ito ay medyo lumalaban sa kahalumigmigan at oxygen. Ang unang tonelada ng hindi kinakalawang na asero sa ating bansa ay natunaw noong 1924 sa Zlatoust. Sa ngayon, maraming mga grado ng naturang mga bakal ang nabuo, na, bilang karagdagan sa chromium at nickel, ay naglalaman ng mangganeso, molibdenum, tungsten at iba pang mga elemento ng kemikal. Ang pang-ibabaw na alloying ng mga murang bakal na haluang metal na may sink, aluminyo, at kromo ay kadalasang ginagamit.

Upang labanan ang atmospheric corrosion, ang mga manipis na coatings ng iba pang mga metal na mas lumalaban sa moisture at atmospheric oxygen ay inilalapat sa mga produktong bakal. Madalas na ginagamit ang Chromium at nickel platings. Dahil kadalasang may mga bitak ang mga chrome plating, kadalasang inilalapat ang mga ito sa mas kaunting pandekorasyon na nickel plating. Ang pagprotekta sa mga lata mula sa kaagnasan ng mga organikong acid na matatagpuan sa mga produktong pagkain ay nangangailangan ng malaking halaga ng lata. Sa loob ng mahabang panahon, ang cadmium ay ginamit upang magsuot ng mga kagamitan sa kusina, ngunit ngayon ay kilala na ang metal na ito ay mapanganib sa kalusugan at ang mga cadmium coatings ay ginagamit lamang sa teknolohiya.

Upang pabagalin ang kaagnasan, mga barnis at pintura, mga mineral na langis at pampadulas ay inilalapat sa ibabaw ng metal. Ang mga istruktura sa ilalim ng lupa ay natatakpan ng isang makapal na layer ng bitumen o polyethylene. Ang mga panloob na ibabaw ng mga bakal na tubo at tangke ay protektado ng murang mga coatings ng semento.

Upang gawing mas maaasahan ang pintura, ang ibabaw ng metal ay lubusang nililinis ng mga dumi at mga produkto ng kaagnasan at sumasailalim sa espesyal na paggamot. Para sa mga produktong bakal, ginagamit ang mga tinatawag na rust converter na naglalaman ng orthophosphoric acid (H 3 PO 4) at mga asin nito. Natutunaw nila ang mga natitirang oxide at bumubuo ng isang siksik at matibay na pelikula ng mga phosphate, na maaaring maprotektahan ang ibabaw ng produkto sa loob ng ilang panahon. Pagkatapos ang metal ay pinahiran ng isang primer na layer, na dapat na sumunod nang maayos sa ibabaw at may mga proteksiyon na katangian (karaniwang pulang tingga o zinc chromate ang ginagamit). Pagkatapos lamang nito ay maaaring mailapat ang barnis o pintura.

Ang isa sa mga pinaka-epektibong paraan ng paglaban sa kaagnasan ay proteksyon ng electrochemical. Upang protektahan ang mga platform ng pagbabarena, welded metal base, at underground pipelines, ang mga ito ay konektado bilang isang cathode sa isang panlabas na kasalukuyang pinagmumulan. Ang mga auxiliary inert electrodes ay ginagamit bilang isang anode.

Ang isa pang bersyon ng naturang proteksyon ay ginagamit para sa medyo maliliit na istruktura ng bakal o karagdagang insulated na mga bagay na metal (halimbawa, mga pipeline). Sa kasong ito, ginagamit ang isang tagapagtanggol - isang anode na gawa sa isang medyo aktibong metal (karaniwang magnesiyo, sink, aluminyo at kanilang mga haluang metal), na unti-unting bumagsak, na nagpoprotekta sa pangunahing bagay. Sa tulong ng isang magnesium anode, hanggang 8 km ng pipeline ay protektado. Laganap ang proteksyon sa pagtapak; halimbawa, sa USA, halos 11.5 libong tonelada ng aluminyo ang ginugugol taun-taon sa paggawa ng mga protektor.

Ang proteksyon ng isang metal sa pamamagitan ng isa pa, mas aktibong metal na matatagpuan sa serye ng boltahe sa kaliwa ay epektibo nang hindi nagpapataw ng potensyal na pagkakaiba. Ang mas aktibong metal (halimbawa, zinc sa ibabaw ng bakal) ay nagpoprotekta sa hindi gaanong aktibong metal mula sa pagkasira.

Kasama rin sa mga electrochemical na pamamaraan ng paglaban sa kaagnasan ang proteksyon laban sa pagkasira ng mga istruktura sa pamamagitan ng ligaw na alon. Ang isa sa mga paraan upang maalis ang naturang kaagnasan ay ang pagkonekta ng isang metal na konduktor sa seksyon ng istraktura kung saan ang stray current ay dumadaloy kasama ang riles kung saan gumagalaw ang tram o electric train.

Elena Savinkina

CORROSION NG MGA METAL
kusang pisikal at kemikal na pagkasira at pagbabago ng kapaki-pakinabang na metal tungo sa mga walang kwentang kemikal na compound. Karamihan sa mga sangkap sa kapaligiran, likido man o gas, ay nag-aambag sa kaagnasan ng mga metal; Ang patuloy na likas na impluwensya ay nagdudulot ng kalawang ng mga istrukturang bakal, pinsala sa mga katawan ng sasakyan, pagbuo ng pitting (etching pits) sa mga chrome coatings, atbp. Sa mga halimbawang ito, ang ibabaw ng metal ay nakikitang nawasak, ngunit ang konsepto ng kaagnasan ay kinabibilangan ng mga kaso ng panloob na mapanirang pagkilos, halimbawa sa interface sa pagitan ng mga metal na kristal. Ang tinatawag na structural (intercrystalline) corrosion na ito ay nangyayari sa panlabas na hindi mahahalata, ngunit maaaring humantong sa mga pagkasira at maging sa mga aksidente. Kadalasan, ang hindi inaasahang pinsala sa mga bahagi ng metal ay nauugnay sa stress, partikular na nauugnay sa pagkapagod ng kaagnasan ng metal. Ang kaagnasan ay hindi palaging nakakasira. Halimbawa, ang berdeng patina na kadalasang nakikita sa mga bronze sculpture ay copper oxide, na epektibong nagpoprotekta sa metal sa ilalim ng oxide film mula sa karagdagang atmospheric corrosion. Ipinapaliwanag nito ang mahusay na kalagayan ng maraming sinaunang tanso at tansong mga barya. Ang pagkontrol sa kaagnasan ay isinasagawa gamit ang mga pamamaraang proteksiyon na binuo batay sa mga kilalang prinsipyong pang-agham, ngunit nananatili itong isa sa mga pinakaseryoso at mapaghamong problema ng modernong teknolohiya. OK. 20% ng kabuuang halaga ng mga metal ang nawawala taun-taon dahil sa kaagnasan, at malaking halaga ng pera ang ginagastos sa proteksyon ng kaagnasan.
Electrochemical na katangian ng kaagnasan. Si M. Faraday (1830-1840) ay nagtatag ng koneksyon sa pagitan ng mga reaksiyong kemikal at electric current, na siyang batayan ng electrochemical theory of corrosion. Gayunpaman, ang isang detalyadong pag-unawa sa mga proseso ng kaagnasan ay dumating lamang sa simula ng ika-20 siglo. Ang electrochemistry bilang isang agham ay lumitaw noong ika-18 siglo. salamat sa pag-imbento ng A. Volt (1799) ng unang elemento ng galvanic (voltaic column), sa tulong kung saan ang isang tuluy-tuloy na kasalukuyang nakuha sa pamamagitan ng pag-convert ng enerhiya ng kemikal sa elektrikal na enerhiya. Ang isang voltaic cell ay binubuo ng isang solong electrochemical cell kung saan ang dalawang magkaibang metal (electrodes) ay bahagyang nalulubog sa isang may tubig na solusyon (electrolyte) na may kakayahang magsagawa ng kuryente. Ang mga electrodes sa labas ng electrolyte ay konektado sa pamamagitan ng isang electrical conductor (metal wire). Ang isang electrode (ang "anode") ay natutunaw (nakakaagnas) sa electrolyte, na gumagawa ng mga metal ions na napupunta sa solusyon, habang ang mga hydrogen ions ay naipon sa kabilang electrode (ang "cathode"). Ang daloy ng mga positibong ion sa electrolyte ay binabayaran ng pagpasa ng kasalukuyang electron (electrical current) mula sa anode patungo sa cathode sa isang panlabas na circuit.

Ang mga metal ions, na dumadaan sa solusyon, ay tumutugon sa mga bahagi ng solusyon, na gumagawa ng mga produkto ng kaagnasan. Ang mga produktong ito ay kadalasang natutunaw at hindi pumipigil sa karagdagang kaagnasan ng metal anode. Kaya, kung ang dalawang katabing lugar, halimbawa sa ibabaw ng bakal, ay naiiba kahit na bahagyang sa bawat isa sa komposisyon o istraktura, pagkatapos ay sa isang angkop (halimbawa, mahalumigmig) na kapaligiran isang corrosion cell ay bubuo sa lokasyong ito. Ang isang lugar ay anode sa isa pa, at ang lugar na ito ang maaagnas. Kaya, ang lahat ng maliliit na lokal na inhomogeneities ng metal ay bumubuo ng anodic-cathode microcells, sa kadahilanang ito ang ibabaw ng metal ay naglalaman ng maraming lugar na posibleng madaling kapitan ng kaagnasan. Kung ang bakal ay nahuhulog sa ordinaryong tubig o halos anumang likidong naglalaman ng tubig, kung gayon ang isang angkop na electrolyte ay handa na. Kahit na sa isang katamtamang mahalumigmig na kapaligiran, ang moisture condensation ay titira sa ibabaw ng metal, na hahantong sa pagbuo ng isang electrochemical cell. Tulad ng nabanggit na, ang isang electrochemical cell ay binubuo ng mga electrodes na nahuhulog sa isang electrolyte (i.e., dalawang kalahating cell). Ang potensyal (electromotive force, EMF) ng isang electrochemical cell ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga electrodes ng parehong kalahating cell. Ang mga potensyal ng electrode ay sinusukat na may kaugnayan sa isang hydrogen reference electrode. Ang sinusukat na potensyal ng elektrod ng mga metal ay nababawasan sa isang serye ng mga boltahe, kung saan ang mga marangal na metal (ginto, platinum, pilak, atbp.) ay nasa kanang dulo ng serye at may positibong potensyal na halaga. Ang mga ordinaryong base metal (magnesium, aluminum, atbp.) ay may mga negatibong potensyal at matatagpuan mas malapit sa simula ng row sa kaliwa ng hydrogen. Ang posisyon ng metal sa serye ng stress ay nagpapahiwatig ng paglaban nito sa kaagnasan, na tumataas mula sa simula ng serye hanggang sa katapusan nito, i.e. mula kaliwa hanggang kanan.
Tingnan din ang ELECTROCHEMISTRY; MGA ELECTROLYTE.
Polarisasyon. Ang paggalaw ng mga positibong (hydrogen) ions sa electrolyte patungo sa cathode, na sinusundan ng isang discharge, ay humahantong sa pagbuo ng molekular na hydrogen sa katod, na nagbabago sa potensyal ng elektrod na ito: isang reverse sign (stationary) na potensyal ay itinatag, na kung saan binabawasan ang kabuuang boltahe ng cell. Ang kasalukuyang sa cell ay bumaba nang napakabilis sa napakaliit na halaga; sa kasong ito ang cell ay sinasabing "polarized". Ang kundisyong ito ay nagsasangkot ng pagbawas o kahit na pagtigil ng kaagnasan. Gayunpaman, ang pakikipag-ugnayan ng oxygen na natunaw sa electrolyte na may hydrogen ay maaaring magpawalang-bisa sa epektong ito, kaya naman ang oxygen ay tinatawag na "depolarizer." Ang epekto ng polariseysyon kung minsan ay nagpapakita ng sarili bilang isang pagbaba sa rate ng kaagnasan sa mga stagnant na tubig dahil sa kakulangan ng oxygen, bagaman ang mga ganitong kaso ay hindi pangkaraniwan dahil ang mga epekto ng convection sa isang likidong daluyan ay kadalasang sapat upang matustusan ang dissolved oxygen sa ibabaw ng katod. Ang hindi pantay na pamamahagi ng depolarizer (karaniwan ay oxygen) sa ibabaw ng metal ay maaari ding maging sanhi ng kaagnasan, dahil lumilikha ito ng oxygen concentration cell kung saan ang corrosion ay nangyayari sa parehong paraan tulad ng sa anumang electrochemical cell.
Passivity at iba pang anode effect. Ang terminong passivation ay orihinal na ginamit upang sumangguni sa resistensya ng kaagnasan ng bakal na inilubog sa isang puro solusyon ng nitric acid. Gayunpaman, ito ay isang mas pangkalahatang kababalaghan, dahil sa ilalim ng ilang mga kundisyon maraming mga metal ay nasa isang passive na estado. Ang phenomenon ng passivity ay ipinaliwanag noong 1836 ni Faraday, na nagpakita na ito ay sanhi ng napakanipis na oxide film na nabuo bilang resulta ng mga kemikal na reaksyon sa ibabaw ng metal. Ang nasabing pelikula ay maaaring maibalik (magbago ng kemikal), at ang metal ay muling magiging aktibo kapag nakipag-ugnay sa isang metal na may mas negatibong potensyal, halimbawa, bakal sa paligid ng zinc. Sa kasong ito, nabuo ang isang galvanic couple kung saan ang passive metal ay ang katod. Ang hydrogen na inilabas sa cathode ay nagpapanumbalik ng protective oxide film nito. Pinoprotektahan ito ng mga pelikulang oxide sa aluminyo mula sa kaagnasan, at samakatuwid ang anodized na aluminyo, na nagreresulta mula sa proseso ng anodic na oksihenasyon, ay ginagamit kapwa para sa pandekorasyon na layunin at sa pang-araw-araw na buhay. Sa isang malawak na kahulugan ng kemikal, ang lahat ng anodic na proseso na nagaganap sa isang metal ay oxidative, ngunit ang terminong "anodic oxidation" ay nagpapahiwatig ng naka-target na pagbuo ng isang malaking halaga ng solid oxide. Ang isang pelikula ng isang tiyak na kapal ay nabuo sa aluminyo, na kung saan ay ang anode sa isang cell na ang electrolyte ay sulfuric o phosphoric acid. Maraming mga patent ang naglalarawan ng iba't ibang mga pagbabago sa prosesong ito. Ang paunang anodized na ibabaw ay may porous na istraktura at maaaring lagyan ng kulay sa anumang nais na kulay. Ang pagpapakilala ng potassium dichromate sa electrolyte ay nagbibigay ng maliwanag na orange-yellow tint, habang ang potassium hexacyanoferrate(II), lead permanganate at cobalt sulfide ay nagbibigay ng kulay sa mga pelikulang asul, pula-kayumanggi at itim, ayon sa pagkakabanggit. Sa maraming kaso, ginagamit ang mga organikong tina na nalulusaw sa tubig at nagbibigay ito ng metal na kinang sa ibabaw na pininturahan. Ang resultang layer ay dapat na maayos, kung saan ito ay sapat na upang gamutin ang ibabaw na may tubig na kumukulo, kahit na ang mga kumukulong solusyon ng nikel o cobalt acetates ay ginagamit din.
Structural (intercrystalline) corrosion. Ang iba't ibang mga haluang metal, sa partikular na aluminyo, ay nagdaragdag ng kanilang katigasan at lakas sa pagtanda; ang proseso ay pinabilis sa pamamagitan ng pagpapailalim sa haluang metal sa heat treatment. Sa kasong ito, ang mga submicroscopic particle ay nabuo, na matatagpuan sa kahabaan ng mga hangganan ng mga layer ng microcrystals (sa intercrystalline space) ng haluang metal. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang rehiyon na kaagad na katabi ng hangganan ay nagiging isang anode na may paggalang sa loob ng kristal, at sa isang kinakaing unti-unti na kapaligiran, ang mga hangganan sa pagitan ng mga crystallite ay mas malamang na napapailalim sa kaagnasan, na may mga bitak ng kaagnasan na tumagos nang malalim sa istraktura ng metal. Ang "structural corrosion" na ito ay seryosong nakakaapekto sa mga mekanikal na katangian. Maiiwasan ito alinman sa pamamagitan ng wastong napiling mga rehimen ng paggamot sa init o sa pamamagitan ng pagprotekta sa metal na may patong na lumalaban sa kaagnasan. Ang cladding ay ang malamig na patong ng isang metal sa isa pa: isang mataas na lakas na haluang metal ay pinagsama sa pagitan ng manipis na mga piraso ng purong aluminyo at siksik. Ang metal na kasama sa naturang komposisyon ay nagiging corrosion-resistant, habang ang patong mismo ay may maliit na epekto sa mga mekanikal na katangian.
Tingnan din ang METAL COATINGS.
Pag-iwas sa kaagnasan. Sa panahon ng electrochemical corrosion, ang mga nagreresultang produkto ay madalas na natutunaw (pumupunta sa solusyon) at hindi pinipigilan ang karagdagang pagkasira ng metal; Sa ilang mga kaso, ang isang kemikal na tambalan (inhibitor) ay maaaring idagdag sa solusyon, na tumutugon sa mga pangunahing produkto ng kaagnasan upang bumuo ng mga hindi matutunaw na compound na may mga katangiang proteksiyon na idineposito sa anode o cathode. Halimbawa, ang iron ay madaling nabubulok sa isang dilute solution ng common salt (NaCl), ngunit ang pagdaragdag ng zinc sulfate sa solusyon ay gumagawa ng bahagyang natutunaw na zinc hydroxide sa cathode, at ang pagdaragdag ng sodium phosphate ay gumagawa ng hindi matutunaw na iron phosphate sa anode (mga halimbawa ng cathodic at anodic. mga inhibitor, ayon sa pagkakabanggit). Ang ganitong mga paraan ng proteksyon ay maaari lamang gamitin sa mga kaso kung saan ang istraktura ay ganap o bahagyang nalubog sa isang likidong kinakaing unti-unti na kapaligiran. Ang proteksyon ng cathodic ay kadalasang ginagamit upang mabawasan ang rate ng kaagnasan. Sa pamamaraang ito, ang isang de-koryenteng boltahe ay inilalapat sa sistema upang ang buong istraktura na protektado ay ang katod. Nagagawa ito sa pamamagitan ng pagkonekta sa istraktura sa isang poste ng isang rectifier o DC generator, habang ang isang panlabas na chemically inert anode, tulad ng graphite, ay konektado sa kabilang poste. Halimbawa, sa kaso ng proteksyon ng kaagnasan ng pipeline, ang isang hindi matutunaw na anode ay inilibing sa lupa malapit sa kanila. Sa ilang mga kaso, ang mga karagdagang proteksiyon na anode ay ginagamit para sa mga layuning ito, halimbawa, nasuspinde sa loob ng mga lalagyan ng imbakan ng tubig, na ang tubig sa lalagyan ay kumikilos bilang isang electrolyte. Ang ibang mga paraan ng proteksyon ng cathodic ay nagbibigay-daan sa sapat na agos na dumaloy mula sa ibang pinagmumulan sa pamamagitan ng isang istraktura na ganap na nagiging cathode at naglalaman ng mga posibleng lokal na anode at cathodes sa parehong potensyal. Upang gawin ito, ang isang metal na may mas negatibong potensyal ay konektado sa protektadong metal, na gumaganap ng papel ng isang sakripisyong anode sa galvanic couple na nabuo at unang nawasak. Ginamit ang zinc sacrificial anodes mula noong 1825, nang iminungkahi ng sikat na English chemist na si H. Davy na gamitin ang mga ito upang protektahan ang tansong plating sa mga kahoy na barko ng barko. Ang mga anod batay sa magnesium alloys ay malawakang ginagamit upang protektahan ang mga katawan ng mga modernong barko mula sa kaagnasan sa tubig-dagat. Ang mga sakripisyong anod ay mas madalas na ginagamit kumpara sa mga anod na konektado sa mga panlabas na kasalukuyang pinagkukunan, dahil hindi sila nangangailangan ng pagkonsumo ng enerhiya. Ginagamit din ang pagpipinta sa ibabaw upang maprotektahan laban sa kaagnasan, lalo na kung ang istraktura ay hindi ganap na nalubog sa likido. Maaaring ilapat ang mga metal coatings sa pamamagitan ng metal spraying o electroplating (hal. chrome plating, galvanizing, nickel plating).
Mga uri ng tiyak na kaagnasan. Ang stress corrosion ay ang pagkasira ng metal sa ilalim ng pinagsamang pagkilos ng static load at corrosion. Ang pangunahing mekanismo ay ang paunang pagbuo ng corrosion pitting at mga bitak na sinusundan ng structural failure na dulot ng mga konsentrasyon ng stress sa mga bitak na ito. Ang mga detalye ng mekanismo ng kaagnasan ay kumplikado at hindi palaging nauunawaan ang mga ito ay maaaring nauugnay sa mga natitirang stress. Ang mga purong metal, pati na rin ang tanso, ay hindi madaling kapitan ng kaagnasan sa ilalim ng stress. Sa kaso ng mga haluang metal, lumilitaw ang mga bitak sa intercrystalline space, na kung saan ay ang anode na may kaugnayan sa mga panloob na rehiyon ng mga butil; pinatataas nito ang posibilidad ng kaagnasan sa kahabaan ng intercrystalline na mga hangganan at pinapadali ang kasunod na proseso ng pag-crack sa kanila. Ang pagkapagod sa kaagnasan ay bunga din ng pinagsamang pagkilos ng mekanikal na stress at kaagnasan. Gayunpaman, ang mga cyclic load ay mas mapanganib kaysa sa mga static. Ang nakakapagod na pag-crack ay madalas na nangyayari sa kawalan ng kaagnasan, ngunit ang mapanirang epekto ng mga bitak ng kaagnasan, na lumilikha ng mga konsentrasyon ng stress, ay kitang-kita. Malamang na ang lahat ng tinatawag na mekanismo ng pagkapagod ay may kasamang kaagnasan, dahil hindi maaaring ganap na maalis ang kaagnasan sa ibabaw. Ang kaagnasan dahil sa mga likidong metal ay isang espesyal na anyo ng kaagnasan na hindi nagsasangkot ng isang electrochemical na mekanismo. Ang mga likidong metal ay may malaking kahalagahan sa mga sistema ng paglamig, lalo na sa mga nuclear reactor. Ang likidong potassium at sodium at ang kanilang mga haluang metal, pati na rin ang likidong tingga, bismuth at lead-bismuth na haluang metal ay ginagamit bilang mga coolant. Karamihan sa mga istrukturang metal at haluang metal, kapag nakikipag-ugnay sa naturang likidong daluyan, ay napapailalim sa pagkawasak sa isang antas o iba pa, at ang mekanismo ng kaagnasan ay maaaring magkakaiba sa bawat kaso. Una, ang materyal ng lalagyan o mga tubo sa isang heat transfer system ay maaaring matunaw sa isang maliit na lawak sa likidong metal, at dahil ang solubility sa pangkalahatan ay nag-iiba sa temperatura, ang natunaw na metal ay maaaring mamuo mula sa solusyon sa cooled na bahagi ng system, sa gayon baradong mga daanan at balbula. Pangalawa, posible ang intercrystalline penetration ng likidong metal kung mayroong isang pumipili na reaksyon na may mga alloying additives ng materyal na istruktura. Dito, tulad ng sa kaso ng electrochemical intergranular corrosion, ang mga mekanikal na katangian ay lumala nang walang nakikitang mga pagpapakita at walang pagbabago sa masa ng istraktura; gayunpaman, ang mga ganitong kaso ng mapanirang epekto ay bihira. Pangatlo, ang likido at solidong mga metal ay maaaring tumugon upang bumuo ng isang haluang pang-ibabaw, na sa ilang mga kaso ay nagsisilbing isang hadlang sa pagsasabog sa higit pang pag-atake. Ang erosion corrosion (epekto, cavitation corrosion) ay tumutukoy sa mekanikal na epekto ng likidong metal na dumadaloy sa isang magulong mode. Sa matinding mga kaso, humahantong ito sa cavitation at erosive na pagkabigo ng istraktura.
Tingnan din ang CAVITATION. Ang mga nakakapinsalang epekto ng radiation ay masinsinang pinag-aaralan na may kaugnayan sa pag-unlad ng enerhiyang nukleyar, ngunit may kaunting impormasyon sa isyung ito sa bukas na pindutin. Ang karaniwang ginagamit na terminong "pagkasira ng radiation" ay tumutukoy sa lahat ng pagbabago sa mekanikal, pisikal o kemikal na katangian ng mga solidong materyales na sanhi ng pagkakalantad sa mga sumusunod na uri ng radiation: ionizing radiation (X-ray o g), light charged particles (electrons). ), mabibigat na sisingilin na mga particle (a-particles) at mabibigat na uncharged particle (neutrons). Ito ay kilala na ang pambobomba ng isang metal sa pamamagitan ng mabibigat na particle ng mataas na enerhiya ay humahantong sa mga kaguluhan sa atomic level, na, sa ilalim ng naaangkop na mga pangyayari, ay maaaring maging lugar ng mga electrochemical reactions. Gayunpaman, ang mas mahalagang pagbabago ay nangyayari hindi sa metal mismo, ngunit sa kapaligiran nito. Ang ganitong mga hindi direktang epekto ay lumitaw bilang isang resulta ng pagkilos ng ionizing radiation (halimbawa, g-ray), na hindi nagbabago sa mga katangian ng metal, ngunit sa may tubig na mga solusyon ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mataas na reaktibo na mga libreng radical at hydrogen peroxide, at tulad. ang mga compound ay nag-aambag sa pagtaas ng rate ng kaagnasan. Bilang karagdagan, ang isang corrosion inhibitor tulad ng sodium dichromate ay mababawasan at mawawala ang bisa nito. Sa ilalim ng impluwensya ng ionizing radiation, ang oxide films ay nagiging ionized din at nawawala ang kanilang corrosion-protective properties. Ang lahat ng mga tampok sa itaas ay lubos na nakadepende sa mga partikular na kondisyon na nauugnay sa kaagnasan.
Oksihenasyon ng mga metal. Karamihan sa mga metal ay tumutugon sa atmospheric oxygen upang bumuo ng mga matatag na metal oxide. Ang rate kung saan nangyayari ang oksihenasyon ay lubos na nakasalalay sa temperatura, at sa normal na temperatura ay isang manipis na pelikula lamang ng oksido ang nabubuo sa ibabaw ng metal (sa tanso, halimbawa, ito ay kapansin-pansin sa pamamagitan ng pagdidilim ng ibabaw). Sa mas mataas na temperatura, ang proseso ng oksihenasyon ay nangyayari nang mas mabilis. Ang mga marangal na metal ay isang pagbubukod sa panuntunang ito, dahil mayroon silang mababang pagkakaugnay para sa oxygen. Ipinapalagay na ang ginto ay hindi nag-oxidize sa lahat kapag pinainit sa hangin o oxygen, at ang mahinang oksihenasyon ng platinum sa temperatura hanggang sa 450 ° C ay humihinto kapag pinainit sa mas mataas na temperatura. Nag-ooxidize ang mga conventional structural metal upang bumuo ng apat na uri ng mga compound ng oxide: pabagu-bago, siksik, proteksiyon o hindi buhaghag. Ang isang maliit na bilang ng mga refractory metal, tulad ng tungsten at molybdenum, ay nagiging malutong sa mataas na temperatura at bumubuo ng volatile oxides, kaya ang isang protective oxide layer ay hindi bumubuo at sa mataas na temperatura ang mga metal ay dapat na protektado ng isang inert atmosphere (noble gases). Ang mga ultralight na metal ay may posibilidad na bumuo ng mga oxide na masyadong siksik, na porous at hindi nagpoprotekta sa mga metal mula sa karagdagang oksihenasyon. Para sa kadahilanang ito, ang magnesium ay madaling mag-oxidize. Ang mga proteksiyon na layer ng oxide ay nabubuo sa maraming mga metal, ngunit kadalasan ang mga ito ay katamtamang proteksiyon. Ang isang oxide film sa aluminyo, halimbawa, ay ganap na sumasakop sa metal, ngunit ang mga bitak ay nabubuo sa ilalim ng compressive stress, tila dahil sa mga pagbabago sa temperatura at halumigmig. Ang proteksiyon na epekto ng mga layer ng oxide ay limitado sa medyo mababang temperatura. Maraming "mabibigat na metal" (hal. tanso, bakal, nickel) ang bumubuo ng mga di-buhaghag na oksido na, bagama't hindi sila nabibitak, ay hindi palaging nagpoprotekta sa base metal. Sa teorya, ang mga oxide na ito ay may malaking interes at aktibong pinag-aaralan. Naglalaman ang mga ito ng mas mababa kaysa sa stoichiometric na halaga ng metal; Ang mga nawawalang metal na atom ay bumubuo ng mga butas sa oxide lattice. Bilang resulta, ang mga atom ay maaaring magkalat sa pamamagitan ng sala-sala, at ang kapal ng layer ng oxide ay patuloy na tumataas.
Paglalapat ng mga haluang metal. Dahil ang lahat ng kilalang structural metal ay madaling kapitan ng oksihenasyon, ang mga istrukturang elemento na nasa mataas na temperatura sa isang kapaligirang nag-o-oxidize ay dapat gawin mula sa mga haluang metal na naglalaman ng isang metal na lumalaban sa pagkilos ng oxidizer bilang isang alloying element. Ang mga kinakailangang ito ay natutugunan ng chromium, isang medyo murang metal (ginagamit sa anyo ng ferrochrome), na naroroon sa halos lahat ng mga haluang metal na may mataas na temperatura na nakakatugon sa mga kinakailangan ng paglaban sa oksihenasyon. Samakatuwid, ang lahat ng hindi kinakalawang na asero na pinaghalo ng chromium ay may mahusay na paglaban sa oksihenasyon at malawakang ginagamit sa mga sambahayan at industriya. Ang nichrome alloy, na malawakang ginagamit bilang wire para sa mga spiral ng mga electric furnace, ay naglalaman ng 80% nickel at 20% chromium at ganap na lumalaban sa oksihenasyon sa mga temperatura hanggang sa 1000 ° C. Ang mga mekanikal na katangian ay hindi gaanong mahalaga kaysa sa paglaban sa oksihenasyon, at madalas itong lumalabas na ang ilang mga elemento ng haluang metal (tulad ng chromium) ay nagbibigay ng parehong mataas na temperatura na lakas at paglaban sa oksihenasyon sa haluang metal, upang ang problema ng mataas na temperatura na oksihenasyon ay hindi naging isang seryosong problema hanggang sa ang langis ng gasolina na naglalaman ng vanadium ay ginamit (sa gas turbine engine) o sodium. Ang mga kontaminant na ito, kasama ng sulfur sa gasolina, ay gumagawa ng mga produktong pagkasunog na lubhang kinakaing unti-unti. Ang mga pagsisikap na lutasin ang problemang ito ay nagresulta sa pagbuo ng mga additives na, kapag sinunog, ay bumubuo ng mga hindi nakakapinsalang volatile compound na may vanadium at sodium. Ang fretting corrosion ay hindi nagsasangkot ng galvanic corrosion o direktang oksihenasyon sa gas phase, ngunit ito ay pangunahing mekanikal na epekto. Ito ay pinsala sa articulated metal surface bilang resulta ng abrasion sa panahon ng kanilang maliit na maramihang mga relatibong displacements; sinusunod sa anyo ng mga gasgas, ulser, mga shell; ay sinamahan ng jamming at binabawasan ang paglaban sa pagkapagod ng kaagnasan, dahil ang nagreresultang mga gasgas ay nagsisilbing panimulang punto para sa pagbuo ng pagkapagod ng kaagnasan. Ang mga karaniwang halimbawa ay pinsala sa mga mounting grooves ng turbine blades dahil sa vibration, abrasion ng compressor impellers, wear ng gear teeth, threaded connections, atbp. Sa maliit na maramihang displacements, ang protective oxide films ay nawasak, abraded sa pulbos, at ang corrosion rate ay tumataas. Ang nakakabagabag na kaagnasan ng bakal ay madaling matukoy sa pagkakaroon ng mga particle ng red-brown oxide. Ang paglaban sa fretting corrosion ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga disenyo, gamit ang protective coatings, elastomeric gaskets, at lubricants.
Tingnan din
Great Soviet Encyclopedia

Kaagnasan ng metal- – pagkasira ng mga metal dahil sa kemikal o electrochemical na pakikipag-ugnayan sa isang kinakaing unti-unti na kapaligiran. 1. Para sa proseso ng kaagnasan, ang terminong "proseso ng kaagnasan" ay dapat gamitin, at para sa resulta ng proseso, "kaagnasan ... ... Encyclopedia ng mga termino, kahulugan at paliwanag ng mga materyales sa gusali

kaagnasan ng metal- Pagkasira ng mga metal dahil sa kemikal o electrochemical na pakikipag-ugnayan sa isang kinakaing unti-unti na kapaligiran. Aplikasyon 1. Para sa proseso ng kaagnasan, ang terminong "proseso ng kaagnasan" ay dapat gamitin, at para sa resulta ng proseso... ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin

Ang pagkasira ng ibabaw ng mga metal sa ilalim ng impluwensya ng mga kemikal. o electrochemical mga kadahilanan: pagkakalantad sa mga gas (oxygen, carbon dioxide, hydrogen sulfide, atbp.), mga natutunaw na asing-gamot (kung saan ang pinaka-mapanganib ay chlorides), mineral at mga organikong acid... Diksyunaryo ng teknikal na tren

CORROSION NG MGA METAL- kusang pagkasira ng mga metal na dulot ng mga kemikal. at electrochemical mga proseso sa kanilang ibabaw kapag nakikipag-ugnayan sa panlabas na kapaligiran, bilang isang resulta kung saan ang hitsura ng ibabaw ay unang nagbabago, pagkatapos ay nawala ang plasticity, bumababa ang mekanikal na lakas... Malaking Polytechnic Encyclopedia

Kaagnasan ng metal- 1. Kaagnasan ng mga metal Pagkasira ng mga metal dahil sa kanilang kemikal o electrochemical na pakikipag-ugnayan sa isang kinakaing unti-unti na kapaligiran 1. Para sa proseso ng kaagnasan, ang terminong "proseso ng kaagnasan" ay dapat gamitin, at para sa resulta ng proseso na "kaagnasan ... . .. Dictionary-reference na aklat ng mga tuntunin ng normatibo at teknikal na dokumentasyon

- (mula sa Late Lat. corrosio corrosion), pisikal. chem. pakikipag-ugnayan ng metal materyal at kapaligiran, na humahantong sa pagkasira sa pagganap. St. sa materyal, kapaligiran o teknolohiya. mga sistema, mga bahagi kung saan sila. Ang K. m ay batay sa kemikal. tion sa pagitan ng materyal at ...... Ensiklopedya ng kemikal

kaagnasan ng metal- metalų korozija statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalų, jų lydinių ir metalinių gaminių irimas dėl aplinkos poveikio. atitikmenys: engl. kaagnasan ng mga metal; kaagnasan ng metal; metalikong kaagnasan rus. kaagnasan ng metal... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Kaagnasan ng metal- Kaagnasan: pakikipag-ugnayan ng physicochemical sa pagitan ng metal at ng kapaligiran, bilang isang resulta kung saan ang mga katangian ng metal ay nagbabago at madalas na pagkasira ng mga functional na katangian ng metal, ang kapaligiran o ang teknikal na sistema na kinabibilangan ng mga ito ay nangyayari...

Ministri ng Edukasyon ng Russian Federation

Pacific State Economic University

ABSTRAK

Disiplina: Chemistry

Paksa: Metal corrosion

Nakumpleto:

Mag-aaral ng pangkat 69

Krivitskaya Evgenia

Nakhodka

Kaagnasan ng mga di-metal na materyales

Habang nagiging mas malala ang mga kondisyon sa pagpapatakbo (pagtaas ng temperatura, mekanikal na stress, pagiging agresibo sa kapaligiran, atbp.), ang mga non-metallic na materyales ay nakalantad din sa pagkilos ng kapaligiran. Kaugnay nito, nagsimulang gamitin ang terminong "kaagnasan" na may kaugnayan sa mga materyales na ito, halimbawa, "kaagnasan ng kongkreto at reinforced kongkreto", "kaagnasan ng mga plastik at goma". Ito ay tumutukoy sa kanilang pagkasira at pagkawala ng mga katangian ng pagpapatakbo bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal o physico-kemikal sa kapaligiran. Ngunit dapat itong isaalang-alang na ang mga mekanismo at kinetics ng mga proseso para sa mga di-metal at metal ay magkakaiba.

Kaagnasan ng metal

Ang pagbuo ng galvanic couples ay kapaki-pakinabang na ginagamit upang lumikha ng mga baterya at accumulator. Sa kabilang banda, ang pagbuo ng naturang pares ay humahantong sa isang hindi kanais-nais na proseso, ang biktima kung saan ay isang bilang ng mga metal - kaagnasan. Ang kaagnasan ay tumutukoy sa electrochemical o kemikal na pagkasira ng isang metal na materyal na nangyayari sa ibabaw. Kadalasan, sa panahon ng kaagnasan, ang metal ay na-oxidized upang bumuo ng mga metal ions, na, sa karagdagang pagbabago, ay gumagawa ng iba't ibang mga produkto ng kaagnasan. Ang kaagnasan ay maaaring sanhi ng alinman sa isang kemikal o isang electrochemical na proseso. Alinsunod dito, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng kemikal at electrochemical corrosion ng mga metal.

Kaagnasan ng kemikal

Ang kemikal na kaagnasan ay ang pakikipag-ugnayan ng ibabaw ng metal sa (kaagnasan- aktibo) kapaligiran, hindi sinamahan ng paglitaw ng mga proseso ng electrochemical sa hangganan ng bahagi. Sa kasong ito, ang mga pakikipag-ugnayan ng oksihenasyon ng metal at pagbawas ng bahagi ng oxidizing ng kinakaing unti-unti na kapaligiran ay nangyayari sa isang pagkilos. Halimbawa, ang pagbuo ng sukat kapag ang mga materyales na nakabatay sa bakal ay tumutugon sa mataas na temperatura na may oxygen:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Sa panahon ng electrochemical corrosion, ang ionization ng metal atoms at ang pagbabawas ng oxidizing component ng corrosive na kapaligiran ay hindi nangyayari sa isang pagkilos at ang kanilang mga rate ay nakasalalay sa electrode potential ng metal (halimbawa, kalawang ng bakal sa tubig dagat).

Electrochemical corrosion

Ang pagkasira ng metal sa ilalim ng impluwensya ng mga elemento ng galvanic na nagmumula sa isang kinakaing unti-unti na kapaligiran ay tinatawag na electrochemical corrosion. Ang kaagnasan ng isang homogenous na materyal, halimbawa, kalawang ng bakal o katulad nito, ay hindi dapat malito sa electrochemical corrosion. Sa electrochemical corrosion (ang pinakakaraniwang anyo ng corrosion), ang pagkakaroon ng isang electrolyte (Condensate, tubig-ulan, atbp.) ay palaging kinakailangan, kung saan ang mga electrodes ay nakikipag-ugnay - alinman sa magkaibang mga elemento ng istraktura ng materyal, o dalawang magkaibang mga materyales sa pakikipag-ugnay. na may iba't ibang potensyal na redox. Kung ang mga ions ng salts, acids, o mga katulad nito ay natunaw sa tubig, ang electrical conductivity nito ay tumataas at ang bilis ng proseso ay tumataas.

kinakaing unti-unti

Kapag ang dalawang metal na may magkakaibang mga potensyal na redox ay nagkadikit at nahuhulog sa isang electrolyte solution, halimbawa, tubig-ulan na may dissolved carbon dioxide CO 2, isang galvanic cell ang nabuo, ang tinatawag na corrosion cell. Ito ay walang iba kundi isang saradong galvanic cell. Dahan-dahan nitong tinutunaw ang metal na materyal na may mas mababang potensyal na redox; ang pangalawang elektrod sa isang pares, bilang panuntunan, ay hindi nabubulok. Ang ganitong uri ng kaagnasan ay partikular na katangian ng mga metal na may mataas na negatibong potensyal. Kaya, ang isang napakaliit na halaga ng karumihan sa ibabaw ng isang metal na may mataas na potensyal na redox ay sapat na para sa hitsura ng isang kinakaing unti-unti na elemento. Partikular na nasa panganib ang mga lugar kung saan ang mga metal na may iba't ibang potensyal ay nakikipag-ugnayan, tulad ng mga weld o rivet.

Kung ang dissolving electrode ay corrosion-resistant, ang proseso ng corrosion ay bumagal. Ito ang batayan, halimbawa, para sa pagprotekta sa mga produktong bakal mula sa kaagnasan sa pamamagitan ng tinning o galvanizing - ang lata o zinc ay may mas negatibong potensyal kaysa sa bakal, samakatuwid, sa gayong pares, ang bakal ay naibalik, at ang lata o sink ay dapat na kaagnasan. Gayunpaman, dahil sa pagbuo ng isang oxide film sa ibabaw ng lata o sink, ang proseso ng kaagnasan ay lubhang pinabagal.

Hydrogen at oxygen corrosion

Kung ang pagbabawas ng H 3 O + ions o H 2 O na mga molekula ng tubig ay nangyayari, nagsasalita sila ng hydrogen corrosion o corrosion na may hydrogen depolarization. Ang pagbabawas ng ion ay nangyayari ayon sa sumusunod na pamamaraan:

2H 3 O + + 2e − → 2H 2 O + H 2

2H 2 O + 2e − → 2OH − + H 2

Kung ang hydrogen ay hindi inilabas, na kadalasang nangyayari sa isang neutral o malakas na alkaline na kapaligiran, ang oxygen ay nababawasan at nagsasalita tayo ng oxygen corrosion o corrosion na may oxygen depolarization:

O 2 + 2H 2 O + 4e − → 4OH −

Ang isang kinakaing unti-unting elemento ay maaaring mabuo hindi lamang kapag ang dalawang magkaibang metal ay nagkadikit. Ang isang kinakaing unti-unting elemento ay nabuo din sa kaso ng isang metal, kung, halimbawa, ang istraktura ng ibabaw ay magkakaiba.

Anti-corrosion

Ang kaagnasan ay nagdudulot ng bilyun-bilyong dolyar na pagkalugi bawat taon, at ang paglutas sa problemang ito ay isang mahalagang gawain. Ang pangunahing pinsala na dulot ng kaagnasan ay hindi ang pagkawala ng metal tulad nito, ngunit ang napakalaking halaga ng mga produkto na nawasak ng kaagnasan. Kaya naman napakalaki ng taunang pagkalugi nito sa mga industriyalisadong bansa. Ang tunay na pagkalugi mula rito ay hindi matutukoy sa pamamagitan ng pagtatasa lamang ng mga direktang pagkalugi, na kinabibilangan ng halaga ng isang gumuhong istraktura, ang halaga ng pagpapalit ng kagamitan, at ang halaga ng mga hakbang upang maprotektahan laban sa kaagnasan. Ang mas malaking pinsala ay nagmumula sa hindi direktang pagkalugi. Kabilang dito ang downtime ng kagamitan kapag pinapalitan ang mga corroded na bahagi at assemblies, pagtagas ng produkto, at pagkagambala sa mga teknolohikal na proseso.

Ang perpektong proteksyon sa kaagnasan ay 80% na sinisiguro ng wastong paghahanda sa ibabaw, at 20% lamang sa pamamagitan ng kalidad ng mga pintura at barnis na ginamit at ang paraan ng kanilang aplikasyon. . Ang pinaka-produktibo at epektibong paraan ng paghahanda sa ibabaw bago ang karagdagang proteksyon ng substrate ay nakasasakit na pagsabog .

Karaniwan, mayroong tatlong mga lugar ng mga paraan ng proteksyon ng kaagnasan:

1. Structural

2. Aktibo

3. Passive

Upang maiwasan ang kaagnasan, ginagamit ang mga ito bilang mga materyales sa istruktura. hindi kinakalawang na asero , Mga bakal na Corten , mga non-ferrous na metal .

Bilang proteksyon laban sa kaagnasan, paglalapat ng anuman mga patong, na pumipigil sa pagbuo ng isang kinakaing unti-unting elemento (passive method).

Oxygen corrosion ng yero

Oxygen corrosion ng tin-coated na bakal

Ang patong ng pintura, polymer coating at enameling ay dapat, una sa lahat, maiwasan ang pag-access ng oxygen at kahalumigmigan. Ang patong, halimbawa, ng bakal na may iba pang mga metal tulad ng zinc, lata, chromium, at nickel ay kadalasang ginagamit din. Pinoprotektahan ng zinc coating ang bakal kahit na bahagyang nasira ang coating. Ang zinc ay may mas negatibong potensyal at unang nabubulok. Ang mga ion ng Zn 2+ ay nakakalason. Sa paggawa ng mga lata, ang lata na pinahiran ng isang layer ng lata ay ginagamit. Hindi tulad ng galvanized sheet, kapag ang layer ng lata ay nawasak, ang bakal ay nagsisimulang mag-corrode, at mas matindi, dahil ang lata ay may mas positibong potensyal. Ang isa pang paraan upang maprotektahan ang metal mula sa kaagnasan ay ang paggamit ng proteksiyon na elektrod na may mataas na negatibong potensyal, halimbawa, gawa sa zinc o magnesium. Para sa layuning ito, ang isang elemento ng kaagnasan ay espesyal na nilikha. Ang protektadong metal ay gumaganap bilang isang cathode, at ang ganitong uri ng proteksyon ay tinatawag na cathodic protection. Ang dissolving electrode ay tinatawag, nang naaayon, isang sacrificial protection anode Ang pamamaraang ito ay ginagamit upang protektahan ang mga daluyan ng dagat, mga tulay, mga halaman ng boiler, at mga tubo sa ilalim ng lupa mula sa kaagnasan. Upang maprotektahan ang katawan ng barko, ang mga zinc plate ay nakakabit sa labas ng katawan ng barko.

Kung ihahambing mo ang mga potensyal ng zinc at magnesium sa iron, mas marami silang negatibong potensyal. Gayunpaman, mas mabagal ang pag-corrode nila dahil sa pagbuo ng isang protective oxide film sa ibabaw, na pinoprotektahan ang metal mula sa karagdagang kaagnasan. Ang pagbuo ng naturang pelikula ay tinatawag na metal passivation. Sa aluminyo ito ay pinahusay ng anodic oxidation (anodizing). Kapag ang isang maliit na halaga ng chromium ay idinagdag sa bakal, isang oxide film ang bumubuo sa ibabaw ng metal. Ang nilalaman ng chromium sa hindi kinakalawang na asero ay higit sa 12 porsyento.

Cold galvanizing system

Ang cold galvanizing system ay idinisenyo upang mapahusay ang mga katangian ng anti-corrosion ng isang kumplikadong multi-layer coating. Ang sistema ay nagbibigay ng kumpletong cathodic (o galvanic) na proteksyon ng mga ibabaw ng bakal mula sa kaagnasan sa iba't ibang agresibong kapaligiran

Ang cold galvanizing system ay magagamit sa isa, dalawa o tatlong pakete at kasama ang:

· binder - ang mga komposisyon batay sa chlorinated rubber, ethyl silicate, polystyrene, epoxy, urethane, alkyd (modified) ay kilala;

· anti-corrosion filler - zinc powder ("zinc dust"), na naglalaman ng higit sa 95% metallic zinc, pagkakaroon ng laki ng particle na mas mababa sa 10 microns at isang minimum na antas ng oksihenasyon.;

hardener (sa dalawang- at tatlong-pack na sistema)

Ang isang-pack na cold galvanizing system ay ibinibigay na handa nang gamitin at nangangailangan lamang ng masusing paghahalo ng komposisyon bago ilapat. Ang dalawang- at tatlong-pack na sistema ay maaaring ibigay sa ilang mga pakete at nangangailangan ng karagdagang mga operasyon upang ihanda ang komposisyon bago ilapat (paghahalo ng binder, tagapuno, hardener).