close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3079 djilkibaev e. s. kabdushev a munay gaz salasindagi jabdiktardin tottanui

код для вставкиСкачать
ДЖИЛКИБАЕВ Е. С,
КАБДУШЕВ А. А.
МҮНАЙ ГАЗ
САЛАСЫВДАҒЫ
ЖАБДЫҚТАРДЫҢ
ТОТТАНУЫ
Оқу құралы
«Тараз университеті»
Тараз 2003
ёМ -і
ДЖ ИЛКИБАЕВ ЕГЕУ БЕК САПАКОВИЧ,
КА БДУ Ш ЕВ АРМ А Н А РЫ С ТА Н О В И Ч
МҮНАИ ГАЗ САЛАСЫНДАҒЫ
ЖАБДЫҚТАРДЫҢ
ТОТТАНУЫ
Оқу құралы
У Д К 622.645
Б Б К 35 (я7)
ДЖИЛКИБАЕВ Е. С., КАБДУШ ЕВ А. А.
Д21 Мұнай газ саласындағы жабдыктардын :«Тараз Университеті»
2009 ж. 98 бет.
С.Торайғыров
атындағы ПМУ-яің
академик С.Бөйсембае
ындағы ғылыми
АПХАНАСЬ
© Д ж илкибаев Е.С., К абдуш ев А .А . 2009 ж
КІРІСПЕ
Қазіргі уақытта Қазақстанда 200 мұнай - газды кен орны
ашылған. Құрлықтан алынатын мұнай қоры 7,8 млрд.м-деп бағаланып
отыр.
Мұнай газдылықтың өте үлкен болашагы Каспий шельфі
қойнауымен байланысты. Соңғы тәжірибелік сынаққа сәйкес Каспий
шельфінің қазақстандық секторының болжамды қоры шартты отын
ретінде 13 млрд. тоннаны құрайды.
Қазақстан жеріндегі, эсіресе оның батыс аймагьгадағы алғашқы
мұнай туралы әңгіме, болжамдар тым әріден басталады. Сонау 17
ғасырдан бастап Маңғыстау арқылы өтетін Керуен жолына, қала берді
Каспий теңізіне өз үстемдігін орнатуға тырысқан орыс мемлекеті осы
жаққа әсіресе орыс патшасы I Петр осы теңізге күшті мэн берді.
Каспий теңізі акваториясында, шығыс және батыс «Қашаған»
құрылымдарында жүргізілген геология, геофизика, бұртылау
зерттеулерінің нэтижесінде Қазақстан дүниедегі ең ірі мұнай өндіруші
мемлекеттер қатарына қосылды. Мұнай өндірісі Қазақстанның
экономикасы үшін белді өндіріс, оның болашағына жеткілікті мол
болады деп сенеміз.
Пайдасы мен бірге мұнай өндірісінің қоршаған ортаға тигізетін
зиянды әсері де аз емес. Қоршаған ортаның ластануы іздеу - барлау
және мұнай, газ өндіретін ұңғымалар құрылысынан басталады.
Соның ішінде құбырлар мен мұнай газ саласындағы
жабдықтардың тоттану әсерінен болған апаттар қоршаған ортаға
орасан зор зардаптарға алып келеді.
Қазақстан республикасындағы мұнай мен газды құбыр
желілерімен тасымалдаудағы карқынды өсімі металдан жасалған
құбырларды тоттанудан қорғаудың әдістерін дамытып жетілдіруді
қажет етеді. Тоттанудан қорғау бойынша жүргізілетін іс шаралар елдің
барлық аймағында стандарттар, құрылыс нормалары мен ережелері
негізінде жүзеге асырылады.
Осы жұмыстарды жүргізу үшін
білімгерлер тоттанудың
негіздерін олардың әсерлері мен зардаптарын , мұнай газ сапасындағы
тоттанудың түрлерін білу қаэқет.
Тоттану проблемасы жалпы алғанда металлдарды пайдаланатын
кез-келген кэсіпшілікте болатындақтан және мұнай газ саласындагы
жабдыктарда бұл үрдіс үлкен проблемалық жағдай туғызатындықтан
қазақ тілінде жазылган бұл оқу құралы білімгерлерге үлкен көмек
беруге тиіс.
3
1.
Коррозия. Негізгі түсініктер мен терминдер
Металдардың тотгануы - қоршаған ортаның химиялық жэне
электрохимиялық әсеріиің нзтижесінде металдардын бұзылуына
Г ем «е металдар касигперініи еатеруіне алыи келетш, физикалыкхимиялық процесс. Қоршаған ортаның химиялық эсерінен химиялық
тотгану пайда болады. Бұл бейэлектролиттер мен металдардың тікелеи
оеакцияға түсуі нэтижесінде пайда болады. (мысалы, күкіртгі мұнаилар
мен мұнай өнімдерімен эсерлесуші қүбырлар мен резервуарлардың
ішкі беттерінің бұзылуы, ыстық отын газдарымен эсерлесуші газ
турбиналарындағы қалақшалардың бұзылуы, кұрамында күкірт
газдары мен көмірқышқыл газдары бар).
Қоршаған
ортаның
электрохимиялық
эсерінен
электрохимиялық тотгану пайда болады. Коррозиялық ортаға бүл
аталған реакция немесе осы коррозия түрі жүзеге асуы үшін
электролит ерітінділерінің болуы қажет. Металдың бепнде бір
мезгілде тотықгырушы (металдың балқуы) жэне қалпына келтіруші
(қоршаған орта компонентгерінің электрохимиялық жолмен қалпына
келуі) электрохимиялық процесстері жүреді. Электрохимиялық
процестер электр тогының қатысуымен жүзеге асады. [ 1]
Магистралдік жэне кэсіпшіліктегі газ қүбырларында, сорап жэне
компрессор станцияларының қүбыр желілерінде, кэсіпшіліктегі газ
үңғымаларының шеген тізбектерінде, газды жер астында сақгау
станцияларында
жэне
жерастындағы
сиымдьшықгар
мен
резервуарларда
электрохимияпық
коррозия
жүруі
мүмкін.
Электрохимиялық коррозияның мынандай түрлері бар:
атмосфералық (ылғалды ауа ортасында);
теңіздік (теңіз суымен атмосферада);
топырақ (топырақгағы электролиттерінде);
электрокоррозия (бос жүрген тоқгар эсерінен болады);
Жалпы одақгық стандарттау жүйесінде (ГОСТ5272-68) металдар
коррозиясы металдардың коррозиялық ортамен эсерлесу нәтижесінде
химиялық жэне электрохимиялық эсерлерге берілу нәтижесінде
металдардың бүзылуы ретінде анықгалған. Халықаралық стандарттар
жүйесінде (НСО: 180) бүл түсінік бірнеше кеңейген түрде алынған:
нэтижесінде металдардың қасиеттері өзгеретін жэне көбінесе
металдардың, ортаның жэне техникалық жүйенің функционалдық
сипаттамаларының нашарлауы жүретін металлмен орта арасындағы
(Ьизикалық- химиялық өзара эсерлесу.
4
Жоғары коррозиялық төзімділікке ие металдар коррозиялық төзімділер катарына жатады.
Коррозияның таралуына, түріне жэне жылдамдығына әсер етуші
және металдың табигатымен (кұрамы, кұрлымы, ішкі кернеулер, беттің
күйі) байланысты факторларды коррозияның ішкі факторлары деп
аталады.
Коррозияның
сол параметрлеріне эсер етуші, бірақ
коррозиялық орта кұрамымен жэне процестің шарттарьтмен
(температура, ылғалдылық, орта көлемі, қысым т.б.) байланысты
факторларды коррозияның сыртқы факторлары деп аталады. (1 кесте)
Коптеген жагдайда 1 • кестеге сәйкес коррозия факторлары
келесідей болып бөлінеді.
Кесте 1
Тоттану факторлары
Белгіленуі
Аталуы
Металдың термодинамикалық орнықтылыгы
X,
Периодтық жүйедегі металдың орналасуы
Х2
Қоспадагы компоненттердің қатынасы
Х3
Метал құрылымы
Х4
Беттің геторогенділігі (біртексіздік)
х5
Беттің бедерл ілігі
Х6
Ішкі кернеулер
Х7
Әртүрлі метелдардың контактісі
X*
Полимер мен металдың әсерлесуі
х.
Конструкция элементтерінің қосылу сипаты
Хю
Қиманың
құйылымдылыгы,
пішіндердің ;
аққыштыгы
Элементтерді орналастьфу, жалпы жинақтама
Х„
Кернеу концентрациясы
Х,з
Жабындардың қалпына келу мүмкіндігі
Х,4
Қосымша қоргау мүмкіндігі
Х,5
5
Х ,2
1-Кестенің жалғасы
Конструкция элементтерінің қосылу сипаты
ю
құйылымдылығы
Қиманың
аккыштығы_____ |
|
Элементтерді орналастыру, жалпы жинақтама
п
Кернеу концентрациясы
13
Жабындардың қалпынаГкелу мүмкіндігі
14
Қосымша қорғау мүмкіндігі
15
Металдың химиялық құрамы
16
Құйманың химиялық қүрамы
17
Әкеліну күйі
18
пішіндердщ
р-
фабрикатгың
технологиялық
Жартылаи
ерекшеліктері
Өңдеудің технологиялық ерекшеліктері
19
20
технологиялық
жабындарының
Қорғау
| ерекшеліктері
Қосымша өңдеудің ерекшеліктері
Қосылыстардың технологиялық ерекшеліктері
21
22
23
Пайдаланылу ұзақтьшығы
Температура жэне оның өзгерістері
25
Су ортасының қалыңдығы мен бірқалыптылығы
26
рН ерітіндінің қалыңдығы мен бірқалыптылығы
27
Залалдану сипаты
Коррозия ингибиторларының болуы
29
Орта қысымы
30
Күн сәулесінің радиациясы
31
Рота қозғалыстары
6
1-Кестенің жалғасы
Сыртқы жүктемелер
Х 33
Қауіпті ортамен байланысу сипаты
Х 34
Ауа алмасуы
Хзз
Коррозияның әсер ету нысандары - металлдар, қималар, металл
жабындары, машиналардың металл конструкциялары, жабдықтар мен
құрылыстар.
Коррозия процесін металлдан жэне коррозиялық ортадан тұратын
коррозиялық жүйе ретінде елестетеді. Коррозиялық орта металлмен
реакцияға түсетін бір немесе бірнеше заттарға ие болады. Коррозиялық
орта сұйық жэне газ түрінде болуы мүмкін. Металлды тотықтырушы,
газ түріндегі орта тотықтыргыш газды орта деп аталады.
Коррозиядан болган, коррозиялық жүйенің кез келген бөлігіндегі
өзгерістер коррозиялық тиімділік деп аталады.
Коррозиялық тиімділік, ягни техникалық жүйелердің, ортаның,
жабынның, металдың функционалдық сипаттамаларын нашарлатушы
әсер - коррозиялық ақау немесе зардап, бүзылу әсері болып есептеледі
(ИСО жүйесі бойынша).
Коррозия нәтижесінде металлды координациялаушы тұздар мен
тотықтары бар, жаңа заттар түзіледі. Бұл - коррозия өнімдері.
Негізінен гидрацияланган темір оксидтерінен тұратын, көрінетін
атмосфералық коррозия өнімдерін тат, ал газ түріндегі коррозия
өнімдері - тотық деп аталады. Белгілі бір уақыт ішінде коррозия
өнімдеріне айналган металл мөлшері коррозиялық шығынға
жатқызылады.
Металл бетіндегі
коррозия шығынының бірлігі мен уақыт
бірлігімен байланысы, қатынасы коррозияның жылдамдыгын
сипаттайды.
Бұл жердегі маңызды түсінік коррозиялық орнықгылық. Ол
металдың коррозиялық орта әсеріне төтеп бере алу қабілеттілігін
сипаттайды.
Коррозиялық орнықтылық сапалы жэне мөлшерлік түрде
анықтайды - берілген жагдайдағы коррозия жылдамдығымен,
қабылданған шкала бойынша орнықгылық тобымен жэне балымен
есептеледі.
Ф
1.1 Коррозия мәселесінің жалпы сипаттамасы
7
Әртүрлі металл конструкциялардың пайдаланылу мерзімдерін
моральдік тозуға дейін созу - металлдар коррозиясындағы ғасырлық
мәселе шешімінің негізгі мақсаты. Бұл мәселе осы күнге дейін әлемдік
масштабта шешілген емес. Коррозия
кэсіпшілік құбырлардың
жүмысының сенімділігі жэне қызмет ету мерзімі - көбінесе олардың
сыртқы жэне ішкі ортамен әсерлесуінің нэтижесінде бірте-бірте
өздігінен бұзылуынан қорғау дэрежесімен анықталады. Коррозия
жылдамдығы белгілі бір уақыт ағымында (сағат, жыл) 1м2 ауданға
келетін бұзылған металдың грамдық санымен немесе коррозияның
тереңге таралу шамасымен (мм/жыл) көрсетіледі.Құбырдың коррозияға
ұшырайтын ортасы коррозиялық немесе эрекетті орта деп аталады. Кен
орындарда құбырлар үш түрлі коррозияға ұшырайды: атмосфералық,
топырақтық жэне ішкі.
Атмосфералық коррозия - бұл жердің жоғарғы бетінде төселген
құбырлардың кэдімгі тоттануы және оны құбырдың бетіне лактар
немесе майлы бояулар жағып жоюға болады.[1]
Топырақгық коррозия - ең қауіптісі жэне күрес әдісі анагұрлым
күрделі жэне қымбат. Топырақ коррозиялық орта ретінде. Топырақ
қатты, сұйық жэне газ түріндегі фазалардан тұратын, бір текті емес
құрылымға ие болып келетін, капилярлы -кеуекті орта түрінде болып
келеді. Топырақ электролитінің қасиеті физикалық -химиялық құрам,
су, ауа режимі, құрылымы мен нығыздалу дэрежесі сияқты көптеген
факторларға
байланысты
кең
аралықта
өзгергіш
келеді.
Топырақгардың коррозиялық белсенділігі топырақтағы металл
коррозиясының жылдамдығын сипаттайды жэне электроөткізгіштікке,
ылғалдылыққа , ауа өткізгіштігіне, қышқылдығына, тұз құрамына,
температурасына байланысты болып келеді.
Кесте 2
Меншікті электр кедергісіне байланысты көміртекті болатқа қатысты
топырақгардың коррозиялық белсенділігі р
р Ом м
100 де жоғары
К оррозиялы қ белсенділігі
100-20
Төмен
Орташа
5 тен аз
ете жоғары
8
Топырақгың электр өткізгіштігі коррозиялық процесстерде
маңызды роль атқарады.
Топырақтардың көбісінде коррозиялық
белсенділік топырақтағы электр өткізгіштігі жогарылаған сайын өсіп
отырады.
Топырақгьщ электр өткізгіштігі меншікті электр
кедергісімен сипатталады. Р, р төмен болған сайын топырақтың
коррозиялық белсенділігі жоғары болады.
Бірақ ұзыннан ұзаққа созылған газ құбырының коррозияға
қауіптілігі белгілі бір учаскедегі топырақгың электрлік өткізгіштігіне
ғана тәуелді болмайды, оның коррозиялық белсенділігі электр
өткізгіштігі әр түрлі болып келетін топырақтардың трасса бойында
кезектесіп орналасуына да байланысты болып келеді. Топырақтың
коррозиялық белсенділігі топырақ ылғалдылығы жоғарылаған сайын
жоғарғы шегіне жетеді, бірақ кейін оттегінің енуінің қиындауы
нәтижесінде төмендей бастайды. Топырақтың ауа өткізу кабілеті оның
ылғалдылығына байланысты болады. Мысалы кейбір топырақтардың
ылғалдылығы төмендеген кезде босаған кеңістік ауамен толтырылады.
Ылғалды топырақтардың коррозиялық белсенділігі ауаның енуі
жоғарылаған сайын ұлғайады, шырқау шегіне жетеді. Кейін
ылғалдьтлықгың азаюынан топырақгьщ электроөткізгіштігі төмендеуі
нәтижесінде топырақ коррозиялық белсенділігі басылады. ¥зыннан
ұзақ газ құбырлары үшін белгілі бір учаскедегі топырактардың ауа
өткізгіштігін ғана емес сонымен бірге ауа өткізгіштігі эр түрлі болып
келетін топырақтардың кезектесуін де ескеруі қажет. Ылғалдылықпен
ауа өткізгіштігі газ қүбырының жату шарты мен жыл мезгіліне
байланысты кең аралықга өзгеретін, топырақтың су-ауа режимімен
сипатталады.
Көптеген топырақтардағы топырақтың электролит нейтральді
бейтарап реакциясын береді. Көптеген жағдайлардағы жалпы
қышқылдылықтың жоғарлауы топырақтың коррозиялық белсенділігіне
байланысты болып келеді. Топырақ электролитінің температурасының
жоғарлауы электрохимиялық процесстерді жылдамдатады.
Коррозия екпіні топырақтың химиялық құрамына, оның
ылғалдылығына, металдың химиялық құрамына және біртекті
еместігіне тәуелді.
Ішкі коррозия - қүбырлар қабырғаларының сілтілі немесе қышқыл
сұйыктармен шектесуінен пайда болады.
Металл кұбырдың ортамен эрекеттесу сипаты бойынша коррозия
екі түрге бөлінеді: химиялык және электро-химиялық.
Химиялық коррозия деп — химиялық агрессивті агенттермен
шектесу барысында металл бетінің толық бұзылу үрдісін айтады, бұл
үрдісте металда электр тоғының пайда болуы жэне өтуі болмайды.
9
Химиялық коррозияга мысал ретінде, металмен эсерлескенде
оның бұзылуына экелетін күкіртті мұнайды тасымалдау немесе сақтау
кезіндегі құбырдың немесе резервуардың ішкі бетінің бұзылуын
жатқызуға болады.
Электрохимиялық коррозия - бұл электр тогының пайда болуымен
және өтуімен бірге жүретін металдың бұзылу үрдісі. Химиялық
коррозиядан ерекшелігі электрохимиялық коррозияда метал бетінде
тұтас емес, кейде үлкен терендікті қуыс жэне малюска қабыршағы
немесе дақ тэрізді жергілікті зақымданулар пайда болады.
Электрохимиялық коррозияның мәні - электр тогының өтуімен
бірге жүретін металдың қоршаган ортамен (топырақпен, сумен, тұзбен)
әсерлесуі нэтижесінде металдың еруі.[1]
Траншеяларда төселген құбырлар топырақта түз және ылғал
болғанда электролиттік ваннада тұрғандай болады. Бұл жағдайда
құбыр металының біртекті емес бөліктері арасында анодтан (үлкен
потенциалды металдан) катодқа ағатын электр тоғы пайда болатын
гальванобулар жасайды. Былайша айтқанда, анодтан (құбырлар)
элетролитке (топырақ) оң зарядталған иондар түрінде металл бөліктері
өтеді жэне құбырда терең жара пайда болады.
Электрокоррозия электрленген көлік релстерінен тоқгың
шығуынан болатын адасқан тоқгардан пайда болуы мүмкін.
1.2 К ристаларалы қ коррозия (дәндерге ы дырауш ылық)
және кернеудегі коррозия
Тәжірибеде, металл материалының біркелкі тотығуынан басқа,
болек
аймақтарда
коррозиялық
бұзылуды
жайылтпаушылық
жағдайлары байқалады. Біркелкі емес қоррозияның бір түрі болып
кристаларалық коррозия саналады.
Ол
металды ең алдымен
кристалдар шекарасы арқылы
жеумен мінезделеді және
салыстырмалы аз мөлшерде салмағын жоғалтқанына қарамастан,
металдың беріктігін жоғалтуға алып келеді. Шекаралық жеудің терең
енуі кейде металл материалының бөлек дэндсрге ыдырауына экеп
соғады.
Коррозиялық процесстің өтуі көбінесе, бір уақытта агрессивті
ортаның әсерінен тоттанатын материалдың механикалық созылуға
ұшырауынан болады. Сол кезде
кернеудегі коррозия
жайлы
айтылады.
Зақымдалудың мінез қүлқына тәуелді
кернеудегі
кристаларалық коррозия жэне транскристалиттік коррозия болып
айырылады. Бірінші жағдайда коррозия дәндер шекарасын бойлай
дамиды, кейде материалдың маңызды тереңдік қалыңдығына ене ал
10
■
механикалық жүктердің эсерінен ол коррозиялық жарықшақтануға
әкеледі. Екіншісінде - коррозиялық жарықшақгық дэндер шекарасы
бойымен ермейді, бірақ кристалиттің қалыңдығын кесіп өтеді.
Транскристалиттік коррозия да жиі коррозиялық жарықшақтануға
алып келеді.
Кернеудегі коррозияға сондай-ақ агрессивті ортаның және
өзгермелі салмақ тиеулердің әсерінен болатын
бұзылу, яғни
коррозиялық шаршау, бірақ бұл бөлімде
ол қарастырылмайды.
Дәндерге ыдыраушылыққа байланысты, кернеудегі кристаларалық
коррозия жэне транскристалиттік коррозия жайлы эр түрлі ой-пікірлер
айтылды.
Солайша еңбектерде, кристаларалық бұзылу фактісінің өзі
металда механикалық жүк салмағының болуын куэландыратын
пікірлер айтылды. Кернеу түсінігі болып сыртқы салмақ тиеулері,
сондай-ақ қалдықты кернеулер түсіндіріледі.
Бұзылуды
талқылауда көбінесе
"таза" кристаларалық
коррозия - дэндерге ыдырау және кернеудегі кристаларалық коррозия
арасындағы айрыкшылықтар нақты көрсетілмейді.
Әрі айқындауда коррозияның бұл түрлері, бар мүмкіндігінше
бөлек қарастырылады. Қандай жағдай болса да, таза кристаларалық
коррозияның өтуіне (дәндерге ыдырау) материалдың анықталган бір
жағдайы жэне оған сәйкес коррозиялық ортаның болуы қажет, және
сонымен қатар кристаларалық
кернеудегі коррозияға
созылу
кернеулері кажет.(1 сурет)
Негізінде, кристаларалық жэне транскристалиттік коррозияға
шалдыкпайтын металл қорытпалары жоқ. Мұндай шалдығу кымбат
платина, алтын және күміс сияқты металл қорытпаларына д а , сонымен
қатар, негізінде қымбат емес металдарға жататын, мысалы, магний
және мьфыш сияқты қорытпалары да жатады.
Коррозияның болуьт мүмкіндігі
екінші компонентті
қорытпаның жарты проценпнің болуымен шарттанады, бұл, мысалы,
мыс негізіне кіретін қорытпаларда көрсетілген.
Тәжірибе жүзінде кез келген қорытпа
коррозиялык
бұзылудың кез келген үш т*үріне ұшырай алатыны белгілі, сәйкес
жагдайындағы кристаларалық коррозия, кернеудегі
11
<9Ц д
[Е
.ІВ
М
и
д
е
д
ШІ щ ц
I
ЛЛ
іИ
Н
ш
■I Г I I
г.'у Л
ш г
►
. ‘1г
‘ і
П
»
БН
и
г/; V
ш
Ій
й
Ш
КШ
ЦЯтМЩ
Ш
яПЮ
вдя
Ш0Ш
яГт
№
Т І З Г І іШ
Ш
>ГОк
■*
Ғ/#/ЛІ М » * .
і *П1Іі Й
Й?
г /Л
*у>'
Ят
м
ж
/м і
"ғ*і
'1 '/1
скзі
ятчка
,с і
•V
ян
р д а Д
Ш
м^у
►>л«
ш
І*’‘V
'%
*іИЫД
•Р^^УТ
Ш
^
'0£'•&
Ь
4•$
»">1'іЩ
‘* *:>>.•'*I| Ч
іЬЬ
М
ъ<
шт
теШІШРІ
!к с
а іі
:
а
с
,
к <
>моі
щЩгч
#
/л
Р
іФ
ъ
.
ш&ш»
шт
ШШ*•
ш
ш
Ш
ш
я
'№Шт
ШЙН
1-сурет. Сульфат мысының күкірт қышқылы ерітіндісіндегі
аустениттік хромникельдік болаттагы кристалл аралық коррозия
кристаларалық коррозия және транскристалиттік коррозия да
(2 суреттер).
транскристалиттік
коррозиялардың жагымсыздығы болып, олардың
өте қиын
айқындалуы жэне көбінесе зақымданган бөлшектің бұзылуы
басталганда гана байқалады. Қарапайым, коррозия сипатты өнімдер
бұл жерде болмайды жэне де көп жағдайларда коррозияның
материалдың бұзылуына эсер ету жагдайлары көбінесе білінбейді.
Кристаларалық коррозиямен (дэндерге ыдырау) қатар
асаустениттік
хромникельдік
болаттардың
жэне
темір
конструкцияларының кернеудегі коррозияга ұшырап бұзылу
жагдайлары кең жагдайда белгілі. Сонымен қатар, нитрат
ерітітінділерінде немесе қазандарды қоректендіру суларында, сонымен
қатар жез бұйымдарында аммиактың болуымен, және жеңіл металл
бұйымдарында тұзды ерітінділердің эсерінен (теңіз суы) немесе
атмосфералық жагдайдан болатыны. [2] Кернеудегі коррозияның
ерекшелігі болып, көп жағдайда, оның эсерінен конструкцияның
бөлек аймақтары гана зақым алады жэне сол уақытта коррозияға
ұшыраган аймақ төңірегі сэйкесінше, зақымдалынбаган күйде қалып
жэне бастапқы материалдың қасиетін сақтайды.
12
а
б
2- сурет. Құрамында молибдені бар хромникельдік, кернеу астындағы
болаттағы кристал аралық (а) жэне тарнскристалдық коррозия (б)
Кристаларалық жэне транскристалитгік коррозия проблемасы
бар бірқатар қорытпалар, сонымен қатар, негізі эр түрлі болатын
қорытпалардың кернеудегі коррозиясы қарастырылған
үлкен
көлемдегі еңбектер бар. Мұнда келесі еңбектерді ескерткен жөн.
Кристаларалық тотгану немесе кернеудегі коррозия әр түрлі
қорытпаларды жаралайды жэне тұрақсыз металл қорытпаларында
(негізі магний болатын), сонымен қатар, қымбат қорытпаларда да
(мысалы, негізі күміс болатын) қарастырылады. Коррозиялық орта көп
кездерде қандай жағдайда болса да өзін белсенді немесе төмен
белсенді түрде жүргізеді жэне сыртқы коррозияны да сырт бетінің
жарақаттануына да әкелмейді. Қорытпаның күйі сондай-ақ біркелкі
шешуші белгі бермейді, бірақ белгілі тұрақсыздық ( модификацияның
өзгеруімен немесе қатты қаныққан күйімен) - коррозияның бұл түріне
сезімтал қорытпалардың мінездемелі келеді. Бірақ та кернеудегі
коррозияны гомогенді қорытпалар жағдайында да кездестіруге болады
қымбат металл қорытпаларында, монель-металлда, құрамында
мырышы аз жерде кристаларалық коррозия практика жүзінде
кернеуден созылуға немесе сығылуға тәуелді емес, Сол уақытта
кернеудегі коррозияға негізгі жағдай болып созылушы кернеулер
саналады; сығылу одан басымырак тұрады.[2]
Коррозияға әкелетін немесе оны тежеитін факторлар, жиі
біркелкі болмайды. Олардын іс-әрекеті түрлі болуы мүмкін, иепзібір
металл болатын эр текті қорытпаларда кері нэтижелі больш келу
мүмкін, мысалы, алюминий магнилік қорытпаларда бір жағынан, ал
алюминий мысты қорытпаларда екінші жағынан шығуы мүмкін.^
Бұл салада көптеген ізденіс жасалса да, әлгі күнге деиін бұл
бұзылу түрінің жалпылау теориялық жағдайы элі белгісіз. Непзінен,
басында кристаларалық, коррозияны зерттеуге бағытталған болатын.
Тек соңғы онжылдыктар - екінші дүниежүзілік соғыс кезінен - бүл
зерттеу алаңына кернеудегі коррозия да кірді.
1.3. К ристаларалы қ коррозия (дәндерге ыдырау)
Кристаларалық коррозияның негізгі себебі больш, Тамман
бойынша, дэндер мен шекаралар біркелкі емес химиялық қүрамын,
сонымен қатар, дэндер шекаралары эртүрлі қоспалармен ластанған
болып саналады. Осының нәтижесінде дэндер шекаралары мен
дэндердің өзі де эр түрлі электрохимиялық жағдайда жүреді. Бірақ
көптеген жағдайларда өте таза қорытпалар лас қорытпаларға қарағанда
коррозияға шалдыққыш келетіні тіркелген. Бұл тек кристалларалық
коррозияда. ғана емес .сонымен қатар латунның кернеудеп
коррозиясында, аллюминиймагнилік, аллюминиймыстық
жэне
мырыштық қорытпаларда байқалған. Сонда да мұндай көріністер
кездеседі. Қазіргі кезде көбірек таралған басқа пікір - шекара
фазаларының бөліну процесстері дэннің ішкі бөлігі мен оның
шекарасының потенциалдарының эр түрлілігіне экеп соғады, ал бұл
дәндер шекараларының анодты таралуына жэне сонан соң
кристалларалық бұзылуға алып келеді деп саналады.
Тэжірибе жүзінде мұндай эр түрліліктің болуы алғашқы Г.В.
Акңмовтың еңбегінде корсетілді. Басында тэжірибелер коррозиялық
ортаға индикаторларды қосумен жэне микроскоппен байқаумен өтті,
сонан
соң,
эксперимент
техникасын
жетілдіре
келе,
ол
микроэлектрохимиялық тәсілді колданып, алынған нэтижелер негізінде
кристаларалық
коррозияның себебін дэндердің шекарасының
болмашы поляризациясынан іздеу керек деп шешті.
Басқа авторлар қатары бұл проблемаға Акимовпен ұқсас
қарады.
Олар
өрескел дэнді материалдың екі
бірдей үлгісін
қолданды.
14
Бір үлгісінде дәндер шекарасы оқшаулаушы су өткізбейтін
қабат пен жабылды, ал баскасында, шекара бойында дэннің ішкі
бөлігінің ені Імм болатындай аумақ қалдырмайды. Дайындалған
үлгілер сәйкес келетін электролиттерге орналастырылды. Сосын
дәннің
ішкі
жэне
шекаралары
бөлігіндегі
потенциалдар
кристалларалық коррозияға немесе кернеудегі коррозияға бейім болған
кездегі шартпен анықталды.
Бұл тэсілмен
жез дэндері шекарасы, аллюминиймысты,
алюминиймагнийлі қорытпалар, хромникелдік болаттың 18-8 сезімтал
күйінде зерттелді. Тұз қышқылында алюминийлі фольганың тазалығы
99,986% тазалығымен дэндер шекарасының суда шынықтыруынан
анодты болып, егер де салқындату баяу жүрсе,- керісінше, катодты
болып кристалларалық коррозияға сезімсіз болады.
Алюминиймысты қорытпа дэндерінің 4 % Си шекаралары,
кристалларалық коррозияға 53 г/л ЫаСІ жэне Н 2О2 ерітіндісінде
сезімтал келетін, анодты, сонымен қатар жез 70 дэндер
шекараларының 0,25 г/л ЫН3 ерітіндісінде анодты келеді.
Дэннің ішкі бөлігінің анодты немесе катодты жағдайы, шеткі
аймақтарда жэне
дэндердің
шекараларында болады,
бірақ
деформацияның, кернеудің, қорытпаның құрамы жэне коррозиялық
ортаның әсер етуінен өзгеріп отырады. Бұл зерттеулермен ескі жэне
жалпы теориялардың бірі - шекаралық фазаларды маңызды деп
санаумен байланысты.
Жаңа тұжырымдар тауып жатқан бұл теория, аустенитгік
хромникельдік болаттардың кристалларалық коррозиясымен жұмыс
істеу үшін жақсы дамыған жэне жиі "хромдық қосылыс' теориясы деп
аталады. Хромның түсетін карбидтері дэндердің шекараларын қосады
жэне оларды дэндердің ішкі бөлігі үшін анодты етеді.
Бірақ бұл механизммен келіспейтін белгілі фактілер бар.
Худремонт, басты себепті потенциалдарының дамығаны емес,
карбидтердің түсуіне алып келетін кернеулердің дамығаны деп көреді.
Көп таралған металлдар мен қорытпалар үшін берігірек келу
қасиеті тэн болғанымен электрохимиялық теория жағынан ондай емес.
Бұл практикалық жағдайда жиі қорғаныш пленкаларының түзілуімен
түсіндіріледі. Мұндай
қорғаныш қабаттарының түзілуіне жағдай
жасалған жерлерде транскристаллиттік жэне кристалларалық коррозия
анеықталынады. Сондықтан қорғаныш қорғаныш қабаты әр түрлі
пікірлер бойынша кернеудегі коррозияның пайда болуына ықпал
жасайтын жағдай болып қарастырылады. Бұған ешқандай қарсы шыға
алмаймыз. Бірақ, керісінше, мұндай түсініктер көп күмэн келтіреді.
Бұл теорияға сэйкес
шешуші маңызды, қорғаныш қабатының
15
жарықшақтануынан немесе оның толық емес соғылуынан, қабаттың
қалыңдғына қараганда кішкене анодты учаскелер атқарады. ьуған
қарсылық кернеудегі коррозияның себебі болып тек жарықшақтану
мен толық соғылуы ғана емес , сонымен қатар осы қабаттың металл
ішіне өсуі саналса ғана азаюы мүмкін.
Кристаларалық және
транскристалиттік
коррозияның
селективті пассивир болу мүмкіндігі ертерек айтылған болатын. Өсу
жылдамдығы үстемдік етуші жағдайлар мен аныкталып және әр түрлі
жылдам немесе жай жүруі мүмкін (импульсивті). Бастапқыда
жабылушы немесе қорғаныш кабат түзіліп, кейіннен ол материал ішіне
кіріп кетуі мүмкін, кернеудегі коррозия үшін созушы кернеулер керек,
ал кристаларалыққа олардың қажеті жоқ.
Егер де барлық ертеректе айтылған еңбектерде коррозия
түсініктері еру процесстеріне сүйенсе, ал еңбекте кернеудегі коррозия
электрохимиялық еру процессі ретінде ғана емес, сонымен қатар
беріктік теориясы бойынша да қарастырылып отыр. Үлгілердің бұралу
жэне иілу тәжірибелерінде бұзылу эркашанда перпендикуляр басты
созушы кернеуге қарсы жүретіні көрсетілді.
еңбектің авторы
кернеудегі коррозияның жарылу процесстері тек беріктік теориясымен
ғана түсіндірілмейді, өйткені
кернеудегі коррозия көбінесе өте
серпінді деформацияларға да тәуелді деген нэтижеге келді.
Серпінділік
жэне ағу шегіне жакын
энергияның формасы
гт
— = 0 ,5 7
өзгеруі гипотезасына сэйкес бұзылу қауіптілігі
бар
болады, ал серпінді деформациялар облысында бұл қауіптілік кернеулі
ауытқу теориясымен анықталады
.
Аитылған коррозиялардан басқа мұнай-газды жинайтын құбырлар
жүйесінде биокоррозия пайда болуы мүмкін, бұл микроағзалардың
белсенді өмір сүру әрекетінен болады. Өмір сүру эрекеті оттегі жоқ
жерде өтетін - анаэробты жэне өмір сүру әрекеті оттегі бар жерде
өтетін - аэробты бактериялар ажыратылады. Табиғатта, эсіресе ағынды
суларда, мұнай ұңғыларында жэне өнімді көлбеу қабатта тіршілік
ететін сульфатты қайта қалпына келтіретін анаэробты бактериялар
кеңінен таралған.
Олардың тіршілік ету нәтижесінде белсенді коррозиялық агент
болып табылатын күкіртсутектер пайда болады.
16
Құбырлар мен резерв;
пассивті болып бөлінеді.[2]
(изоляциялайтын)
жабдықтармен оқшаулау, оқшаулау жабдықгары ретінде битумды
жабындар және полиэтиленнен жасалған жабындар немесе
поливинилхлоридті таспалар (ленталар) қолданылады. Битумды
жабындар, металы жарқылдағанша тазартылған құрғақ құбыр бЛіне
қабат-қабатымен жағады, кейін құбырды гидрооқшаулағышпен
жабады. Уақыт өтуімен битумды жабындар өзінің қорғаныс қасиетін
жоғалтады.
Полимерлі жабындар битумды жабындармен салыстырғанда
келесі артықшылықтарға ие: олар технологиялық жэне экономды
жағудың еңбек сыйымдылығы 2-4 есе, ал материал сыйымдылығы 8-10
есе аз, битумдыға қарағанда; химиялық тұрақгылықпен сэйкес
келуімен беріктік қасиеті жоғары болады.
Полимерлі жабындар жабысқақ таспа (лента) түрінде
қолданылады, олар арн
тазартылған құбырларға жағылады.
Грунтқа терең батырылған металл резервуарды болектеу жер асты
құбьфлары үшін қолданылатын принцнп бойынша және сондай
материалдарды қолданумен жүзеге асады. Құм негіздерде құрылатын
металл резервурлар түбі сырт жағынан битумды жабындармен
бөлектендіріледі жэне гидрофобты қабатқа қояды.
Құбырлардың барлық коррозияға қарсы жабындарына келесі
талаптар қойыладьк су өткізбейтіндігі, металмен байланысқан
жерінің беріктігі, электр тоғынан жақсы қорғалуы (изоляциялануы),
жеткілікті беріктігі, бағасының арзандығы.
Коррозиядан сыртқы қорғау құбырды пайдаланудың барлық
периодында тиімді болып қалуы мүмкін емес, сондықган бірнеше
уақыттан (5-8 жыл), ал адасқан ток болған жағдайда 2-3 жылдан
құбырдың катодты немесе протекторлы (активті) қорғанысын кұру
керек.
Катодты қоргау - құбыр бетінде теріс таңбалы потенциалды
жасау, осының арқасында құбырда коррозиялық желінумен бірге
жүретін электр тогының шығуының алды алынады. Осы мақсатта
құбырға тұрақгы ток көзінің теріс таңбасы, ал арнайы жүргізілген
металды жерге қосылған -анодқа оң таңбасы қосылады. Анод, топырақ
құбырдың зақымдалған (изоляция£ц) бяппші аркылы ток өткенде және
тоқ көзінің теріс қысқышына (жтағыщьіңф
алғанда, құбырлар анодқа айналші керроодвиш дщыра>*рІД л, ал өзі де
соған арналған анод бұзылады. іЦякщміми б р & $ ! ұ р а қ т ы тоқ
^
ғылыми
111КІТАПХАНАОҺ
көзінен немесе айнымалы токты тұрақты токқа аиналдырғыштан,
жалгастырылған желілер және бакылаушы және реттеуші аспаптардан
тұрады. Анодты жерге қосу ретінде графиттелген жэне теміркремнийлі
электродтар қолданылады.
Құбыр мен анод арақашықтыгы 100-200м болып қабылданады.
Бір катодты қоргау станциясы 10-15 м-ге созылган құбырларга қызмет
көрсетеді.
Протекторлық қоргау айнымалы ток көзі болмағандықтан катодты
қоргау қолданбаганда құбырды жэнс резервуарды қоргау үшін
қолданылады. Бүл да катод принципіне негізделген, тек бір ерекшелігі
қорғауга қажетті ток катодты станцияда емес, қорғалатын объектіден
кіші электр потенциалды болып протектордың өзінде жасалады.
Протектор ретінде алюминий, рафинделген мырыш жэне магний
қолданылады. Протекторды жерге құбырмен параллель көміп жэне
құбьфмен бөлектенген өткізгіш аркылы қосады, негізгі мэнінде
галваникалық элемент алынады. Құбыр мен топырақ арасында
потепциалдар айырмасы пайда болған жағдайда протектор бұзушы
анодқа айналып кетеді, нәтижесінде құбыр коррозиядан қорғалады.
Протекторлық қорғаудың артыкшылығы: катодты қорғау
станциясын құрудың керек еместі гі , ү л г і с і н і ң қарапайымдылығы,
пайдалану шығынының жоқгығы.
Кемшіліктеріне: түсті металды шығындаудың қажеттігі. Соган
байланысты үлкен қаржылай шығындарды енгізуге болады.
Құбырларды ішкі коррозиядан (тоттанудан) қорғау үшін эр
түрлі лактарды, эноксидті шайырларды жэне ингибиторларды
қолданады. Қазіргі уақытта коррозиялық ортамен және металл
арасында тосқауыл жасауға қабілетті, коррозия ингибиторларын
қолданудың болашағы зор екені даусыз. Оларды күкіртсутекті және
көмірқышқылды коррозиялар кезінде, сондай-ақ, мұнай кәсіпшілік
қондырғыларының ішкі коррозиялық бұзылуларының басқа да
түрлерінде қолдану, техникалық жэне экономикалық түрғыдан
ақтайды. Пайдаланудың нақты жағдайлары үшін ингибиторларды
дұрыс таңдай білу қажет, бұдан оның үнемділігі жэне тиімділігі
айтарлықтай шамада тәуелді болатынына көңіл аудару керек.
Қазіргі уакытта, эр түрлі жағдайлар үшін тиімділігі жоғары
ингибиторлар синтезделіп жасалып және кең ауқымда қолданылуда.
Күкіртсутекті коррозияның алдын алу үшін И-І-А, И-І-В, Север-1
ингибиторлары қолданылады; ағынды (сточный) сулардың эсерінен
болатын коррозияға қарсы И-К-Б2 жэне И-К-Б4 ингибиторы;
күкіртқышқыл газынан болатын коррозияға қарсы ИКСГ-1
ингибиторы қолданылады.
18
Ингибиторлардың тиімділігі - ингибиторсыз және ингибиторды
қатыстыра отырып коррозия (тоттану) жылдамдығын өзгертуді
сипаттайтын қорғау тиімділігінің шамасын көрсетеді. Қрзіргі
қолданьшатын ингибиторлар тиімділігі орташа алғанда 92-98% -ды
құрайды.
Планетаның машиналар, жабдықтар және құрылыстар түріндеп
металл қоры 6 млрд тоннаны құрайды. Бұл металлдың үш Мың
жылдығындағы өндірілгеннің 30 пайызын құрайды. Қалған металл
айналым әсерінен жоқ болып кеткен. Оның басты себептерінің бірі
болып осы коррозия саналады. Адамзат осы коррозиядан жэне тағы
басқа да заттардан металл конструкцияларды қорғау бағытында
үздіксіз күрес жүргізуде. Бірак, қандай дегенмен коррозиядан болатын
шығындар аз мөлшерде азайып келеді. Апаттар мен катастрофалардан,
және техниканың істен шығуының нэтижесіндегі шығын мөлшері
металлдардың
тікелей
жоғалуымен
байланысты
шығынмен
салыстыруға келмейді.
Бұл көп мөлшерде машиналар мен
жабдықтардың күрделі конструкцияларына қатысты.
Жоғарыда
келтірілген коррозия процесстерінің жіктелуі
металлдардың коррозиядан бұзылуына қаншама жағдайлар әсер
ететінін көрсетеді. [3]
Коррозияны болдырмаудың қиындығы ортаның факторлары
эсерлерінен металлдардың бұзылуы табиғаттағы тепе-теңдікті сактауға
бағытталған табиғи термодинамикалық тиімді процесс болып келуі.
Көңіл аудару қажет болып саналатын факторлардың мөлшерлері
бойынша металлдар коррозиясының мәселесі элемдікке жатады.
Атмосфералық тоттанудың 35 факторы 1 кестеде көрсетілген.
Жалпы мэлім эдістердің
көмегімен оларды маңыздылық топтар
бойынша бөлінуі мен коррозиялық процесстердің қажетп дэлділік
моделдеріне байланысты эксперимент кезінде есепке алынуы мүмкін.
(1 кесте)
Коррозияның эр түрлі түрлері үшін ескерілетін факторлар оаны
мен оның маңыздылықгары өзгеруі мүмкін. Бірақ енгізу үшін олардың
маңыздылығын анықгауға бекітілген принципиалдық бағыт моделде
сакталады. Бұл шешім жолын тозу процесстерінің зерттеуге жэне
материалдардың биозақымдануына таратқан жөн. Сипатталатын үш
процесі бар кешенде мұндай зерттеулер жүргізу үлкен қиындық
туғызады.
Қоршаған орта факторларының әсерімен байланысты
коррозия процесстері қайтымсыз болып келіп көбінесе істен шығу
жағдайына алып келеді. Олардың бастапқы даму сатыларында
анықгап, жіктеп зақымдану әсеріне мөлшерлік баға мен қорғауды
күшейту бойынша шараларды қабылдамағандағы даму қауіпіне
19
болжам беру кажет. Коррозиялык процесстердің себеіггерін дұрыс
анықтаудың өзі корғауды жетілдіру
әдісін дұрыс пайымдауға
мүмкіндік береді.
1.4 Коррозия процесстерінің жіктелуі
Коррозияны жіктеу процесстің өту механизмі өту шартьша және
бұзылу сипатына қарай жіктеу кабылданған. Одан басқа өндірістегі,
ауыл
шаруашылығындағы
жэне
коліктегі
құрылыстар
мен
жабдықтардың, машиналардың қолданылу ерекшелігін ескере отырып,
қарастыруға болады. Ары қарай процесстің сипатын ашу кезінде жэне
коррозиядан қорғанудың негізгі әдістерін сипаттауда көрсетілген
жіктеуге сүйенеміз.
Процесстің өту механизмі бойынша коррозияльщ процесстер
ГОСТ5272-68 ке сэйкес екі түрге бөлінеді:
- электрохимиялық
- химиялық
Электрохимиялық коррозияға металл атомдарының иондалуы мен
ортаның тотықтырғыш агенттерінің қалпына келуі бір актте жүрмейтін
және коррозиялық орта мен металлдың өзара әсерлесу процестері
жатады.
Химиялық коррозияга металлдың тотыгуымен ортаның қалпына
келуі бір актте өтетін, (екінші ретті өткізгіштердің болмайтын)
процесстер жатады.
Коррозия түрлерінің
ерекшеліктері
анықтамалықтың келесі тарауларында маңызы зор процесстерді
сипаттау кезінде толығырақ қарастырамыз. Жогарда айтылған
металлдың бұзылу сипаттары мен процесстердің өту шарттарына
байланысты коррозияның келесідей түрлері болады.
Атмосфералық коррозия ылғалды ауа ортасындағы жағдайларда
болатын процесстерді сипаттайды. Бұл коррозияның ең көп таралған
түрі. Өйткені көптеген конструкциялар атмосфералық жағдайда
пайдаланылады. Оны келесідей түрде бөлуге болады: машиналар
бетійе жауын шашынның түсу мүмкіндігі бар ашық ауа кеңістігіндегі
жэне тұйық ауа кеңістігінде жэне ауаның келуі шектелген
жағдайларда.
Жер асты коррозиясы - металлдың топырақтар мен сазға
бұзылуы. Бұл коррозияның түрі ретінде қоздырушы токтардың
әсерінен болатын электрохимиялық коррозия бола алады. Соңғылары
электр тоғы
көздерінің маңындағы топырақтарда көп болады.
(электроэнергияны жеткізу жүйелерінде,
электрленген көлік
жолдарында т.б.).
20
Суасты коррозиясы суға батырылған металлоконструкциялардьщ
бұзылуы металллоконструкцияларды пайдалану шарты бойынша бұл
коррозия түрі келесідей болып бөлінеді.
- суға толық батырылған;
- суға жартылай батырылған;
- ауыспалы күйде батырылған;
Толық батырылмаған жағдайларда коррозия процесі қатер
желілер бойымен жүктің коррозия түрімен қарастырылуы мүмкін. Су
ортасы өзінің табиғатына, яғни оның ішінде еріген заттарға,
байланысты ( теңіздің, өзен сулары, химия өндірісінің қышқылдық
сілтілік ерітінділері) коррозиялық белсенділігіне ие болуы мүмкін. Су
асты коррозиясын жеке, бірақ сұйықтық коррозиясының ең көп
таралған түрі ретінде қарастыруға болады. Өйткені электр өткізбейтін
және электрөткізгіш болып бөлінетін сулық емес сұйық ортада
жабдықтардың коррозияға ұшырауы мүмкін.
Мұндай орталар
өндірістің химиялық, мұнай химиялық және басқа да салалар үшін тэн
болып келеді.
Коррозияның жеке түрлері ретінде тұз ерітінділері мен сұйық
металлдарда метал конструкцияларының бұзылуын қарастыруға
болады.
Химиялық коррозия —бұл жоғары температурадағы қышқылдық
ортадағы металлдардың бұзылуы қалпына келтіруші орталарда немесе
металлдарды өңдеудің электрохимиялық процесстерін жүргізу кезінде
металлдар бұзылады. Сулану процесінің механизмі мен одан қорғану
ерекше қарастыруды қажет етеді жэне бұл мэселеге анықгамалықгың
15 тарауы бөлінген.
Коррозиялық процесстер
сэулелену
кезінде
өзіне тэн
ерекшеліктерге ие. Иондалушы сэулелену кезіндегі коррозия атомы
өнеркэсібі еркін сипатгы болып келеді.
Механикалық кернеулердің әсерлерінен болатын коррозия
түрлерін ерекше топқа бөлген жөн. (механикальж коррозия).
Бұл коррозияға мыналар кіреді:
. коррозиялық орта мен тұрақты немесе айнымалы механика
кернеулердің, бір уақытта әсерлесуіндегі металлдың бұзылуын
сипаттаушы кернеу әсерінен болатын коррозия [3]
- трошперисталдық жарықшақгар түзетін ішкі немесе сыртқы
механикалык кернеулердің керілуі мен коррозиялық орта әсері бір
уақытта әсерлескендегі коррозиялық жарықшақгану
Коррозияның келесідей өздігінен болатын түрлері болады:
- үйкеліс кезіндегі коррозия. Ол коррозиялық орга мен
үйкелістің бір уақытта әсер беруі кезінде болатын, металлдың бұзылу.
21
- Фретининг коррозия. Бұл коррозиялық орта әсері бар жағдайда
бір біріне қатысты екі зат бетінің тербелмелі түрде қозғалып бұзылуы.
- Коррозиялық кавитация - орталық соққылы әсері кезінде
бұзылу, коррозиялық эрозия - сьфылу кезіндегі металлдьщ бұзылуы
- Әсерлестік - коррозия берілген электролитте әр түрлі
потенциялдарға ие және бір біріне тиіп тұрған екі металдың бірінің
бұзылуы.
Кейбір жабдықгар мен көлік жабдыктары әр түрлі коррозиялық
белсенділігімен жэне ылғалдылығы бар, себілгіш материалдармен
тұрақты жэне айнымалы түрде эсерлесу жағдайында жұмыс істейді
жэне бұл себілгіш материалдармен эсерлесу кезіндегі коррозияның
тағы бір түрінің пайда болуына жағдай жасайды.
Коррозияның өзіндік түрі ретінде биокоррозия қарастырылады.
Яғни маңызды басым болып биофактор әсер ететін, металдьщ
бұзылуы.
Биоагенттер микроағзалар (саңырауқұлақтар, бактериялар)
коррозия процесінің инициаторлары, жағдай жасаушылары болып
саналады.
Уақыт пен орындары бойынша даму ерекшеліктері мен
сипатталатын, жергілікті коррозия түрлерінің топтарын жеке түрде
қарастырамыз (ГОСТ 5272-68). Жергілікті коррозия металл бетіндегі
жеке участкелердің бұзылуына себеп болады. Нүктелік (питтинг)
коррозия, дақ түріндегі коррозия жэне саңылаулық коррозия жергілікті
коррозияның түрлері болып табылады.
Беттік коррозия металл бетінен басталады, бірақ ары қарай дамуы
коррозия өнімдері металлдың ішіне шоғырланған сияқты түрде оның
астынан бастайды. Оның түрлері ретінде металлдың пластикалық
деформациясының бағытында таралатын, қабаттың коррозияны
келтіруге болады.
Құрылымдық коррозия - металлдың біртекті емес құрылымымен
байланысты. Оның түрі ретінде металл кристаллиттерінің шекаралар
бойымен таралушы кристал аралық коррозия бола алады.
Пышақтық коррозия - коррозиялық белсенділігі жоғары сұйық
ортапарда
дәнекерленген қосылыстарды балқыту аймағындағы
металлдың жерплікті оұзылуы.
Таңдамалы корозия - белсенділігі жоғары орталарда металлдағы
бір компоненттің немесе бір құрылымдық құраушысының бұзылуымен
сипатталады.
Бұл
коррозияның түрлері ретінде
шойынның
графитизациясы
(ферриттік немесе перлиттік құраушылардың
ерітілуі) жэне қоланың шексізденуі (цинктік құраушының еріп кетуі)
бола алады.
22
Саңылаулық коррозия екі металл арасындағы немесе коррозиялық
инертті материалы бар металлмен тығыз емес түрде баиланысу
кезіндегі металдарда коррозияның бүзушы процесінің күшеюі.
Жалпылама коррозия металлдың толық бепн қамтиды жэне
сонымен бірге ол бір қалыпты немесе бір қалыпсыз болып бөлінуі
мүмкін.
1.5 Металдар коррозиясын зерттеу әдістері
Техниканы пайдалану кезіндегі коррозиялық процесстердің дамуы
туралы коррозиялық тиімділіктердің тікелей өзгерістерін орындай
(коррозия өнімдерінің массасы, зақымдану ауданы, тереңдігі) немесе
коррозия нәтижесінде болған метаплдың кейбір сипаттамаларының
өзгеруін (механикалық беріктілігінің электроөткізгіштік т.б.) белгілей
немесе пайдалану факторлары (режимнің температуралық —
ылғалдылық, ауадағы залалдардың концентрациясы . т.б.) мен
машиналар (аспаптар) агрегаттары мен түйіндерінің жұмысқа
қабілеттілігін қашықгықган периодты түрде тексеруді жүзеге асыра
отырып, металдар үлгілерінде (зертханалық сынамалар) бөлшектерде
жэне коррозиялық климаттық станцияларда, техниканың тэжірибелік
үлгілерінде, метеорологиялық алаңшаларда зерттеулер жүргізіледі (
табиғи жағдайларда сынау).
Сынамалар ұзақ жэне тездетілген күйде болуы мүмкін. Ал кейде
экспресс эдістер қолданылады. Коррозиялық сынамалар эдістері мен
коррозиялық эсерлерді бағалау қағидалары туралы мэліметтер
келтірілген, ал олардың жіктелуі көрсетілген. Соның ішінде
машиналарды жабдықгарды жэне құрылыстарды пайдалану кезіндегі
қолданысқа ие болатындарын қарастырамыз.
Коррозиялық сынамалардың жіктелуі.
Машиналарды пайдалану кезінде визуальдік эдісті қолданады. Ол
металл бетінің микрогеометриясының жэне қорғағыш жабынның
өзгеруін анықгауға, қорғағыш жабынның
адгезиясының (ісіну,
жарықшақтану, қатпарлану) коррозиялық бұзылыс түрін анықгауға
мүмкіндік береді.
Оны жалпылама коррозия мен нүктелік, дақ
түріндегі жергілікті коррозиялардың кейбір түрін багалау үшін
қолданылады. Жергілікті коррозияны оның бұзылу тереңдігі бойынша
жэне оның алып жатқан беттік ауданы бойынша анықгайды. эдетге,
коррозиялық әсерді бағалау үшін коррозиялық орнықгылыктың он
балдық шкаласын пайдапанады. [3]
Бұрын жасалған шкалалардың кемшілігі
- коррозиялы
баллдардың мэндеріндегі алшақтықтың болуы саналды. Металл
23
конструкциялардың күйін багалаудың әмбебап шкаласы жасалған.
Осы шкала бойынша коррозиялык күйді орныктылык тобьіна сәикес
(0-5) немесе балдармен (0-10) бағалайды. Коррозияга бершмейтін
конструкция элементтері пайдаланудың берілген жагдаиында
дің
топқа жатқызылуы (жеткілікті мөлшерде орныкты) жэне 0- оаллмен
есептеледі. Коррозия процесстерінің қаркынды түрде жүруі кезінде
металлдардың бұзылуын 5-ші топка жатқызып (орныкгылығы төмен)
10 балмен бағалайды.
Жылтыраушы металл беттеріндегі жалпы коррозияның бастапқы
сатылары
туралы
айтқанда
оның
жарқыраудың
шағылысу
коэффициентінің өзгеруіне оның фотоэлектрлік ФБГ, ФМ-58 және т.б.
жарық өлшегіштердің көмегімен фототакттың шамасын өлшеп
отырып, көңіл аударсақ болады.
Металлографикалық эдістер құрылымдық коррозияның бастапқы
сатыларын аныкгауға мүмкіндік береді. Оларды пайдаланғанда
үлгілерді
алмай
ақ
металл
конструкциялардың
пайдалану
жағдайларында қолдана берсе болады.
Химиялық
-электрохимиялық
әдістер
конструкция
элементтерімен коррозия өнімдерінің құрамдарын аныктауға, ортаньщ
қышқылдығын анықтауға, жабын сапасын бағалауға, металдардағы бір
қалыпсыз жэне жергілікті коррозия жағдайындағы анодтық, катодты
аймақтарды бөліп шығаруға мүмкіндік береді. Механикалық
сынамалар әдістері металлдың механикалық қасиеттерін коррозияға
дейін және коррозиядан кейін салыстырудан тұрады.
Маркасы 12х1849Т болатын болаттарды МККға бейімділігін
байқауда коррозиялық сынамалардың экспресс әдісі өте тиімді больш
табылады. Бұл кезде 65 пайыз азот қышқылында қайнатылады.
МККға бейімділігі химиялық әдіспен бағалайды.
(ерітіндіні
фотометриялық немесе спектрофотометриялық талдаумен. Егер үш
валентті темір иондарының алты валентгі хром иондарьгаа қатынасы
1:45 болғанда болат МККға бейім емес, егер бұл қатынас 1... (4,5... 20)
арасында болса онда темір көзбен көрінбейтін МКК-га механизмі
бойынша бұзылудың бастапқы сатысына ие. Бұл әдістің негізгі
артықшылығы - талдау үшін металлдың бұзылуы мүмкін аймақгагы
конструкцияның беткі жағынан алынған метал үгінділері жатады.
МКК-ның бастапқы сатылары мен оған бейімділігін анықтау әдісі
техникалық қызмет көрсету кезіндегі бұйымдарынан алынган немесе
пайдаланудағы металл конструкцияларының тікелей элементтерін
анықгаудың әдісі жасалды. Көлденең қимада шлифтер жасанды
тегістеуден майсыздандырғаннан және бетін үйкегеннен кейін
дэндердің орналасу шекарасын аныкгайды. Дэндердің тұйықталган
24
шекаралары металлдың МКК-ға бейімділігін және оның басталуын
сипаггайды. Пайдаланудағы конструкция элементтерінің бетіндегі
металдың қурылымын аныктау үшін арнайы ұяшыктар жасалған. Бұл
құрылым микроскоб объективінде лақтырылма шайба ретінде
орындалған. [4]
Ішкі кеңістігі микроскоп объективін электролиттен окшаулаушы,
электролитті тербету үшін ариалған екі штуцерден және сол сияқты
сынайтын түйін бетіне ныгыз жатуын қамтамасыз ету тьтғыз жаймадан
тұрады. Бұл құрылғы процеусті бақылауға мүмкіндік береді.
Коррозиялық орныкты болат беттерін алдын ала бетгік активті
заттардың
ерітіндісінен
беттік
қабық
жасай
отырып,
электроүйкелегішпен үйкелейдь Коррозия өнімдері қарқынды түзілген
оолса электр үстелепш кемепмен
кышқылдармен сштілер
ерітіндісімен жояды.
Коррозиялық күйді анықтау үшін (диагностика) және
пайдаланудағы машиналардың коррозиялык бұзылу мүмкіндіктерін өз
уақытысында анықтау үшін периодты түрде тексереді. Әр уақыт
сайын конструкцияның күйін әсер етуші факторларға металлдар мен
жабындардың орнықтылығын аныктаушы коррозиялык эсерлерді
сипаттауға бояады.
Бұл кезде коррозиялык әсердің жіберілетін
аралықта болатынын болмайтынын білу кажет. Корозиялық әсердің
нақты мәндерінің жіберілетін мәндер шегінен шығу қауіпті
коррозиялык күйдің белгюі. Қашықтықтан тексеру үшін сиымдылық
түріндегі сүзгісі бар құрылъгм пайдаланвтлуы мүмкін.
Мұндай
құрылғының комегімен металл бетіндегі ылғалдылық және ылғал
қабығындагы рН пен қашықтықтан елшеуді жүзеге асыруга болдды.
Коррозиялық күйді қашықтықган анықтау коррозия процесінің жеке
сатыларын модельдеуге жэне басқарылатын экспериментті жасай
отырьш жедел сьгаамалар жүргізу мүмкіндігін береді.
Корозиялық процесстердегі параметрлердің автоматты өлшеулері
үшін құрылғыларды енгізу жэне құру тек коррозияны бақылау
мәселелерін шешуге емес сонымен бірге ортага эсер ете отырып
коррозиядан корғану әдістерін енгізуге, электрохнмиялық қорғау
параметрлерін автоматты түрде ретгеу коррозиямен биоцедтердің
ұшпа ингибиторларын мөлшерлеу т.б.
1.6 М етзлдар коррозиясы және
одан корғау тәсыдері
25
коррозия.
ш
■
аНЬ“ ^ Г ^ ! 1к бкзыяу процесінде мегаля үстінде юррозия ввімі
оксвдкрден жұка қабық кұралады. Әрнне. бұл
есебінде, әдетге оксид Р
тепенірек коррозня жалғасуынан
.— , п « и габык металды эрі карай тереңірск
'
Тәжірибе көрсеткендеи. тыгыз қаоық
шамалы сакгауы мүмкін
никель, хром беттерінде құрылады.
алюминий, қалаиы, қорғасын,
т? Г к Г а^
,
&
"мысалы Ь
і
пештердегі арматуралар,
°
=
=
қозғалтқыштар клапандары, газдық
£
»
2 ^
1 »
электролит болып саналатьш сүйық
ортада металл еру жолымен бүзылады. Электрохимиялық коррозия
кл^иігі имыала: металдын кристалдық торындағы атомдар электролит
көшеді де,
жанасарда
иондар
пішінінде
ерітіндіге
ерітіндісімен
Метапл
санында
электрондар
қалдырады.
металда эквивалент
атомдарынын иондарға көшуі және олардың сүиық электролитге
электродтық
металл иокы ерітіндіге өтуіне бөгет жасау үшін қатгы металл мен
кедергісімен
электролит
электро
болса, солғүрлым метапдың электролитте еруге талпыныс үрдіс» күрт
байқалады (мысалы, темірге қарағанда қорғасын едәуір баяу ериді).
Коррозияның бүл түрі электролиті бар болганда эртекті металдар
тоғысқанда да жүреді, егерде осы металдар аралыгында гальваникалық
тоқ пайда болса. Кез келген екі металдың гальваникалық қосагында
теріс электродгық потенциалы басымдау, металл ерігіш келеді.
Мысалы, темірдің теріс электродтық потенциалы калайынікіне
іе, мыстыкінен жогарылау.
(цинктікіне) қарағанда төмендеу
Сондыктан темір цинкпен тоғысқанда цинк бүзылады, ал мыс пен
тоғысқанда темір бүзылады.
Коррозия кезінде гальваникалық қосақ тек қана тогысушы
металдардың жеке бөліктерінде гана емес, сонымен қатар, бірғана
қорытпаның микроскопиялық майда кристаликтер аралығында да
күоалады. егерде, әрине олар химиялық қүрамы және физикалық
қасиеттері бойынша ерек
бүзылыс пайда болады. Коррозия тереңдей түсуі мүмкін жэне
26
түйіршіктср шекаралыгы бойыиша тарайды - оны кристаларалық
корроммсы деп те атайды. Мысалы, перлитте ферриттін
электротерістігі ңементтікінен басымдау келеді де, тиісінше жағдайда
феррит коррозияға ұшырайды.
Совымен, элекірохимиялық коррозия дегеніміз электротогі жүре
бастағандагы
көптеген
микрогальваникалық
элементтердің
коррозиялаиушы металл конструкңиясы үстіндегі жұмысының
нәтижесінде қорытпаның бұзылу процесі. [4]
Электролиттегі металл еру жылдамдығына әсер ететін факторлар:
қосынды мөлшері, металл өңдеу тәсілі, электролиттер концентрациясы.
Жүк тиелінбеген конструкциядан жүк астында тұрған металл
конструкция тезірек коррозияланады, себебі қорғаушы қабық
тұтастығы бұзылып, микрожарықтар пайда болады (коррозиялық
шытьгнау). Ауыспалы белгідегі жүктер мен коррозиялық орта
қабаггаса зсер етуімен металл бұзылуын коррозияльж болдыруы деп
атайды.
Қоршаған орта сипатына байланысты электрохимиялық коррозия
су астьщцгнтл, атмосфералық, жерлік және адасқан ток тудыратын
коррозия болып жіктеледі. Судагы металл электрокоррозиясы ондағы
еріген оттегі болуымен байланысты жүреді. Атмосфералық коррозияда
электролит ролін жұка ылғал пленкасы атқарады да, коррозия процесі
судагы коррозиядан ешбір ерекшелігі болмайды.
Болат коррозиясы нәтижесінде оның үстін-гидратталынған түрлі
темір қышқылдарынан тұратын құрамы пҒ&* рН20 + т Ғ е 20 3*яН20 ,
қабық Құралып қабатталады, яғни металды кәдімгГтотық басады.
Жоғарыда келтірілген металл коррозиясыньщ пайда болу жағдайы
негіэінде ең квп тараган құрылыс конструкциялар коррозиясы
атмосферада, жерастында және су тартымдарьтда жүреді деп
қорытындылауымызга болады. г
Атмосфералық коррспия механизмін және жылдамдыгын
анықгайтын ,басты ^фдқтор - коңструкция бетінің ылғалдану дәрежесі.
Ылгалдану дәрежесі бойынша атмосфералық коррозия былайша
жіктеледі: салыстырмалы ауа ылгалдығы 100% жүретін сулы коррозия
және тамшылы конденсациялары ылғалдығындағы коррозия, сондайақ, жауынчиашынмен конструкция суланғанда пайда болатын
коррозия. Демек 100% төмендеу ылғаддылықта конструкциялар
үстінде капиллярлық, адсорбциялық немесе тікелей химиялық
конденсациямен құрылатын пленка пайда болғанда атмосфералық
коррозия жүреді. Мұндай жағдайда электролит рөлін ылгал пленкасы
өзі, оньтмен бірге коррозия өнімі аткарады. Атмосфералық коррозия
жылдамдығы ауа ылгалдығына байланысты (сурет 3)
27
Металлконструкция коррозиясының жылдамдығының қоршаған
орта құрамына және ондағы минералдық тұздар мөлшеріне
байланыстығы басымдау.
*• *' ' •
Коррозияны жандандырушылар қатарына газдар (хлор, күторттік
ангидрит, кукіртсутегі, диоксит кеміртегі), бұлардың судағы ерітіндісі
қышқыл реакциясын береді.
Атмосферада болып қалатын минералдық тұздар да, мысалы
хлорлық натрий, коррозияны жеделдетеді, оның үстіне ауа ылғалдығы
өскен сайын коррозия үрдісі оншақты есе үлғая түседі, металл
конструкциялары үсті кір басқанда да, мысалы минералдық және
органикалық заттары болатын шаң-тозаң шөккенде, коррозия жүру
каупі бар. Себебі бұл ластар өз бетінше коррозия тудырмағанымен,
олар атмосферадан коррозиялық активті газдарды және ылғалды
адсорбциялап, коррозиялық-активтік электролиттерді құраиды да,
металл конструкциялары коррозиясын шақырады.
Ең бір есте сақтауға тұрарлық мәселе оттегі кіруі шектелінген
бүркелі ылғалданған
металл конструкциялар бөлшектері ашық
бөлшектерінен гөрі тезірек бұзылады, себебі, олар анодтар болып
табьшады.
Ғимараттарды тексергенде ең алдымен, көгілдір оттегімен
біркелкі
желдетілмей
тұратын
бөліктеріне
аударған
жөн
(балкондардағы консольдық металл арқаларының бекітілген жерлеріне,
темірбетондық кокструкцияларына салынған бөлшектеріне және
т.б.)[4]
Саңьшауларын жэне қуыстарын коррозиядан қорғаудың ең
сенімді тәсілі оларды электролитпен (ьшғалдан) гигроскопиялық емес
материалдармен толық қоршау шарасы. Мұндай материалдар ретіндегі
ең тиімдісі тиоколалы қ және силиконалық мастиктер. Сондай-ақ,
тұрақты лакобояулық материалдарын да (эпоксидалық смоланы,
бояулар, ПХВ жэне т.б.) пайдалануға болады.
Конструкцияларды коррозияның кез-келген түрінен қорғау
мақсатында ең алдымен олардың үстін ылғал тиюден қорғау қажет, ол
үшін металлизациялау тәсілін және гидрофобтық майлауды қолданады.
Бірақта ең технологиялықты және сенімді қорғау тәсілі болып металл
конструкцияларын тұрақгы бояулармен жоғары сапада бояулауды
бейметалдық және бейорганикалық жамылтқы жағумен және
металлизациялауды үйлестіре орындау болып саналады, металдық
жабын электрохимиялық анод (протектор) ролін атқарады.
Ыстық және суық су жеткізу құбыр тізбектері жүйелерінің
коррозиялану қарқындылығы құбырлар бетінің күйіне, судың
28
химиялық құрамына, оның темі
және қысымдығына байланысты.
Құргақ гвдар
Ылгадяы гвэдвр
эснасы
2
20
40
'5 0
Ө0
Сідосіырмлы ьюгалдылық %
100
Сурет З.Металлконструкциялардың тотығу жылдамдығының
қоршаған ауа ылғалдылығына байланысы.
Электролит ерітіндісіндегі (тасымалданылатын судағы) сутегі
иондарының (ортаның рН) концентрациясы да құбырлар тізбегіндегі
электрохимиялық коррозия жылдамдығын анықтайды. Қышқыл
ортада тұрақтылығы нашар металдарға, темір магний, мыс, марганец
жатады. рН мағынасы төмен (қышқыл орта) болғанда олардың
коррозиялық бұзылу жылдамдығы өте жоғары. Мұнда коррозия
сутегін бөле жүреді, ал кұрылатын өнім оңай ериді және металды
бұдан былайғы коррозиядан қорғай алмайды. рН 4 - 8,5 аталған
металдар коррозиясы жылдамдығы тұрақты, себебі, мұндай жағдайда
оттегі құбырлар тізбегі коррозиясына ықпалын тигізуші басты
фаісторы, ерімталдығы өзгермейді. Сілтілік ортада (рН>10) аталған
металдар ерімейтін гидрооксидтар құрай коррозияланады, және
коррозия жылдамдығы күрт төмендейді. Гидроксил иондар
концентрациясы өте жоғары (рН>14) болғанда құрыш, коррозиясы
ерімтал ферриттер ЫаҒеОг ясәне темір гипоферриттерін ЫагҒеОг құрай
жүреді және оның жылдамдығы есе түседі.
29
Цинк алюминнй, қалайы, қорғасын нейтральдық ортада
коррозияға қарсы тұрақгы, бірақ сілтілік және қышқылдық орталарда
3
брьшады. Әрбір м яал л ушія коррози» жылдамдыга
минималГды болатындай болгілі рН магынаоы болады, мысалы кұрыш
үшін - 14, цинк -10, алюминий - 7.
Құбырлар
тізбегі
коррозиясы
тасымалданылатын
су
температурасына едэуір байланысты. Олай болатыны температура
жоғарылануымен агрсссилтік затгын металл бстіидеп диф ф ^ил
жылдамдығы үдей түседі, сондай-ақ, коррозия өнімінің ерігіштіп де
жоғарылайды. Температура үлғайғанда, кеибір металдар өздерінщ
электродтық потенциалын ауыстырады. Мысалы, температура
жоғарылауымен темірге қарағанда, цинк электродтық потенциалы оң
жаққа басымдау ауысады. Сондықган, су температурасы 70 С жоғары
цинкпен салыстырғанда темірдің электротеріс потенциалы басымдау.
Бүл цинкаланған құбыр желілері үшін қаушп, себебі қүбырлар
желісінің цинктің жабындысы қүрыштық қүбырлар коррозиядан
қорғамақ түгіл цинкті жабын түтастығы бұзылған жерлерінде темір
цинкпен қосақтаса анод кұрайды да, жеделдете бүзыла бастайды.
Цинкаланған кұбырлар желісімен тасымалданатын су температурасын
шектеу тәжірибесі осымен байланысты.
Жылы жэне суық су -жүргізетін қүбырлар жүйесіндегі қысымдық
көтерілуіне байланысты коррозия процесіне қатысы бар газдар
серімталдыққа көшіп, қүбырлар коррозиясы жеделдете жүреді.
Жерасты металл конструкциялары, қүбырлар жэне де темірбетон
конструкцияларына салынған кейбір темір бөлшектері коррозиялары
еріген агрессивті заттары бар жер суы әсерімен жүретіні белгілх.
Металл конструкцияларының коррозиялық бүзылу жеткіліксіз
аэрациялау
жағдайында
жиі
жүреді.
Соның
салдарынан
конструкцияның эрбір жерлерінде жара сияқгы коррозиялық
бүзылулар пайда болады. Мүндайда оттегі жеткіліксіз келетін жерлері
анод болып бұзыла береді. Осындай себептер бойынша автожол жүру
бөлігінің астынан жүргізілген қүбыр тізбегі коррозиялық бүзылуға
көбірек ұшырайды, оның себебі асфальттық жамылтқы ашық жерге
қарағанда оттегін ең аз өткізетін бөлік.
Жердің
агрессивтік
қасиеті
олардьщ
кеуектілігімен,
ылғалдылығымен, аэрациялану дәрежесімен, сутекті керсеткіші
мағынасымен, электр өткізгіштігімен жэне ерілген түздардың
болуымен аныкталады. Осыған байланысты жер жоғары коррозиялық,
орташа коррозиялык жэне әсерсіз (инертті) жер болып жіктеледі.
Коррозия жылдамдығына жер ылғалдылығы белгілі бір шекке
дейін ғана әсер етеді. Жерасты конструкциялары коррозиясының
30
максимальдық жылдамдығы жер ылғалдылығы 15 /2 5 % шамасында
байқалады. Бұдан әрі ылғалдылық жоғарылағанда жер сумен толық
қанығады да, металл конструкциясына оттегі келуін қиындатады,
сөйтіп катодтьпс процесі тежелуінің арқасында коррозиялық процесс
баяуланады.
Жерасты коррозияларынан қорғау тәсілдері ішінен қорғаныстық
жамылтқыны, электрохимиялық корғаныс орнатуды, коррозиялық
белсенділігін темендету үшін жерді өңдеуді атауга болады.
Жоғарыда айтылғандай атмосфералық жағдайда коррозиядан
қорғау үшін металл конструкцияны лакбояулық ерітіндімен бояп
қояды.
Лакбояулык жамылтқы қүрамында металдық толтырғыштар
болмағандықтан, диэлектрик болып шығады, сондыктан коррозиялык
процесс конструкция үстінде жүрмейді және тек бөлектеу бетімен ғана
шектеледі: қорғальшатын метелл - лакбояулық жамылтқы.
Металл конструкциыны коррозиядан корғаудын ен сенімді
тасілі - легиралеу, яғни металға легиралаушы элементтерді енгізу
арқылы қорғалатын металға пассивтік қабілет беру тэсілі. Жоғарыда
айтылғандай, легиралаушы коспалар ретінде мысты, хромды, никельді
және т.б. қолданады. Көміртектік және төмен легирланған қүрыштар
т^рақтылығын балқыма 0,5 % дейін мыс қосумен асырады, себебі
конструкция үстінде қорғаныс касиеті жоғары пленка құралады.
Тотықтанбайтын жоғары легираланган темірдің хром жэне никель
қосылған балқымасы негізінен хром эсерімен пассивтелінеді жэне
коррозияға тұрақгылығы жоғары келеді, Бірақ бұл корғаныс тэсілі
едэуір қаражат шығынын қажет ететіндіктен, оны тек металл
даярлағанда қолданады.
М еталдык жамылткы жағу - қорғалынатын конструкция үстіне
басқа металл балқымасын жағып қорғаушы жұқа пленка
жамылтқысын кұру. Жоғарыда айтқанымыздай металдық жамылтқы
екі типте болады - анодтықтар жэне катодтықтар. Анодтық жамылтқы
үшін теріс электродтық потенциал непзп металдікінен молырақ
металдарды (мысалы, цинк, хром). Катодтық жамылтқы үшін негізгі
металға карағаңда электродтық потенциалы төмендеу металдарды
(мыс, қалайы, қорғасын, никель жэне т.б,) қолданады.
Металдық жамылтқыны
ыстықгай, гальваникалық жэне
металдандыру (металлизация) тэсілдерімен жағады. [5]
Ы стыктай тәсілінде температурасы металл бұйымдарының
балқу температурасынан төмен қорғаушы металл балқымасы бар
(цинк, қалайы, хлор, қорғасын) астауға қорғалынатын конструкцияны
батырады.
31
бұйымдар
үстіне
тұздар
Гальваникалы
металл
электролиталық жолмен жаудыру арқылы жүка
жамылтқы қабығын құрайды. Мұндайда қоргалынагьш металл катод,
ал қорғаушы - анод рөлін атқарады.
Металдандыру (металлнзацнялау) .металл бұнымдары үспне
т с іо л д а п м и ғ /
V
--------Б ұ Л ТӘСІЛДЩ
балқытылған металды қысымдықтагы ауамен
басымдылыгы қорғаушы металл балқымасьш жұмысшы орнына
жнналған конструкцня үстіне бүркуге болатындығында.
Газ құбырынын бетінде қандай коррознялық процесстер жүр п
жатқанын білу үшін гальваний элементінің жұмысын қарастыраиық.
Егер цинк (мырышпен темірден жасалған екі пластинаны электролитке
салса (қышқылдандырылған су) онда, «пластина-электролит» деп
'
.
__________ >яжімі т«і* «шии гіпрігт тепіс
электролиттік потенциалды
үшін
ең
үлкен
электрлік
мэнді
көрсетеді.
мәнді ал, темір
Пластиналарды тұйықгаған кезде милиамперметр электр тогьщың бар
екенің көрсетеді.
Мырыш электродында А (алау) металда элейроңдардың
эквивалентті мөлшерін қалдыра отырып, метапдьщ электролнтке
гидратталған иондар түрінде әту процессі жүреді.
б
а
а) металдар қасиеттерінің әр түрлі болуы; б-құрамдық өзгеріспң болуы
4-сурет. Гальвании элементшщ әсерлесу шарты.
Бұл процесс анодтық болып саналады. Темірден жасалған
электродта металда қалған артық электрон
оттегіні қалпына келтіру процессі еді. Бұл процесс катодтық деп
аталады. Егер мырыштан жасалган пластинаиы болатқа ауыстырсақ
(бетіне қолдан құрылымдық өзгерістер жасалған, яғни наклеп
тізбекте электр тогының
концентрациясы әр түрлі
32
электролитке бірдей темірден жасалған пластиналарды орналастырсақ
та, темір пластиналардың біреуінің астынан ауа жіберсек те немесе бір
пластинаны қыздырсакта милиамперметр токтың бар екенін көрсетеді.
Гальвании элементінің тогы келесі формула бойынша
анықталады.
(і)
мұндағы Ек, Ев- катодтар мен анодтардағы потенциал, К- элемент
кедергісі.
Пластиналарды байланыстырушы электр тізбегін тұйықталған
күйде белгілі
бір уақытқа қалдыратын болсақ, анодтардың
массасының жоғалуы бойынша олардың электролитке еритінінің, яғни
координацияланатынын анықтауға болады. Корродирленген металл
мөлшерінің Фарадей формуласы бойынша есептеуге болады.
(2 )
мұндағы К—корродирленген металл мөлшері, р - анод пен катод
арасында і уақыттың ішінде өткен тоқ мөлшері, А анод металының
моль; Ғ-96500 Фарадей константасы; п-анод металының валенттілігі, ]тоқ тығыздығы.
Металдан жасалған құбыр желілеріндегі жер асты коррозиясы
үлкен мөлшердегі экономикалық шығынға алып келуі мүмкін. Ол
қуыстарды бітеумен, дәнекерлеген жерлерді қосымша жөндеу,
коррозияға ұшыраған
конструкциялармен
құбыр желілерінің
учаскілерін ауыстыруымен, тасымалданатьга өнімнің шығындалуымен
жэне қоршаған ортаның залалднуымен байланысты апат жөніндегі
тоқтатулармен жөндеу жұмыстарының себебі болып саналады.
Жоғарда көрсетілген формулаға сәйкес егер коррозиялык тізбек
кедергісі К+Р=оо болса немесе катодтың және анодтың учаскілеріндегі
потенциялдар айырымы ДЕ=0 болса, ток коррозиясы 1=0 болады.
Кедергіні жоғарлату үшін коррозия тоғына топырақ электролиті
мен құбыр желісінің беті арасында қорған жасайтын диэлектриялық
оқшаулаушы жабындар қолданылады. Учаскілердегі катодтың және
анодтың потенциялдардың теңесуі электрохимиялық қорғау токтарын
құбыр желісіне қосқан кезде жүзеге асады.
1.7 Құбыр желілерінің курылысы кезінде
коршаган ортаны қоргау
33
Магистральді құбырларды пайдалану жане
қоршаған ортаны қоргау манызды мәселелелердш бфг.
мэселенің шешілуіне тек қоршаған ортаны қорғау ғана емее, “ ««мен
бірге сол құбырлардың беріктіліғі мен шьшамдылығы тэуелді больш
келдеді. Дэл осы жағдайды кұбыр кұрылысында да жэне сол сияқгы
оны пайдалану кезінде де ескеру қажет. Қоршаған ортаны қоргау
туралы шаралар табиғатты корғау мэселелерімен артық айналасуды
кажет етпейтіндей , бірден шешіле коймайды. Қоршаған ортаны қорғау
құбыр кұрылысымен бірге басталып оны пайдалану кезеш боиы жүзеге
асады.
^ндірістік нысандарды, соның ішінде магистральді кұоырларды
жобалау, кұрылыс, пайдаланудағы қоршаған ортаны қорғау боиынша
шараларды жасау кезінде өсімдіктер мең жануарлар элемш, сулар мен
су қоймаларды, ауа бассейндерін, топырақгы каргау^ бойынша
мақсаттармен жалпы талаптарды анықгаушы кұжаттарға сүйену қажет.
Өндірістік нысандар құрылысы кезінде мьшаларға тиым
салынады:
л .
Қоршаған орта үшін (ландшафтық топырактық, су және
өсімдік рессурстары , ауа және жануарлар әлемі) зиянды және
қайтымсыз болатын зардалтарға алып келуі мүмкін жұмыс әдістерін
колдануға;
- Жобаланатын және кұрылысқа кіретін нысандарда коршаған
ортаға үзақ уақыт бойы қолайсыз жағдай туғызатан технологияларды
пайдалануға;
- Жобаларда өндірістік нысандарды соның ішінде магистральді
құбырлардың құрылысы жэне пайдаланшіуы кезінде коршапін ортага
минимальді зиян тигізетін құрылыстар конструкциялар және
қажет
Құбырлардың
сәйкес газ кұбырының
пайдаланылуы кезіндегі зиянды
аүға бағытгалүы қажет. Г61
Құбырдың іш кі ж ағы нан таттанумен
қорш аган ортаны қорғау
жинау және
бақылау коррозияны болдырмауға
; сақталуын қамтамасьіз етеді.
імалдау ристемасында коррозияльіқ
ұңгымалардың, газ және каыденсат
34
құбырлары коммуникацияларының жер астьгадағы жабдықтарының
коррозиясының жылдамдығын бақылау болып табылады.
Олардың техникалық жэне коррозиялық жағдайы, қолданылып
жатқан қорғау ғдістерінің сенімділігін бақылау.
Коррозиялық мониторингі әдістері коррозия жылдамдығын
анықгау техникасы мен қолданылып жатқан эдістердің сенімділігін
бағалауды құрайды.
Коррозия ингибиторының сенімділігінің мониторингі қажетті
ингибиторды таңдауға, оптимальды мөлшерін анықтауға мүмкіндік
туғызады. (Суландыру сатысында жэне минералданған су жұмыс
ортасы болып табылатын системаларда )
Катодты поляризацияның электрометрикалық қорғаныс
өлшемдерінің анализі электрохимиялық қорғаныс құралдарының
сенімділігін бағалауга мүмкіндік туғызады.
Коррозияны бақылау эдістері:
1. Грави метрия
2. Электрохимиялық эдіс (поляризациялық кедергілерді өлшеу)
3. Химиялық эдіс (коррозиялық орта құрамы)
4. Электрометрикалық (қорғаныс потенциалы мен токтық
салыстырмалы тығыздығын өлшеу)
5. Сыртқы және ішкі оқшаулауды дефектөскопиялау
Коррозияны бақылау нүктелері. Коррозияны бақылау нүктелері
жерасты жэне жер беті газ құбырлары мен конденсат құбырлары,
ұңғымаларының учаскелерінде орналасқан.
Коррозиялық процесстерді бақылау жабдықтары.
Коррозиялық процесстерді бақылау жабдықтары төменгі зондтар
мен қосынуларды құрайды:
1.Электрлік қарсыласу (бұрғысы) заңы
2. Пленкалы ингибитордың қарсыласу заңы
3. Сутекті зонд, кернеулі купондар
4. Сызықтық поляризация зонды
.5. Сьфтқы жэне ішкі окшаулау дефектоскопиясы
' 6. Коррозиялық-активтік компоненттердің құрамын аналитикалық
әдіспен бақылау.
7. Сынауға алу үшін қосыпулар.
Коммуникация құбырлары мен құрыған қондырғыларды
электрохимиялық қорғауды бақылауда жүргізетін шаралар:
Катодтық станция қуатпен жұмыс істеп тұрғанда
амперметр, вольтметр мен жиынтық уақытгы бағалау
прибордарынан көрсеткіш алу;
35
Катодтык қорғаныс қорғанысы дренаж нүктелерівде
кубью потенциалын елшеу;
Канғыма токгардың көзінен жоғары куатының уақыг
аралығында дренаж нүкгесіндегі құбырдьвд потенциалы
мен орта сағаггық діэенаж токгы өлшеу.
Регламенттелген күжаттарға сүйене отырып пайдадану
жағдайьшда қондырғылар мен жер бетіндеп коммуниқациялардьщ
беткі жамьілғыларынын қорғауды бақылау.
К ^дты Т
және
протекюрлық
қорғау
парамегфлерш
электрометрикалық өлшеуді арнайы орнатылған контродыик-өяшеуин
колонкалар меи дренаж нүктелерінде жүзеге асырады.
колонкал р
талабына сай бақылау жғне қорғау ғдістер.
газондіруші өндірістердегі қондырғыларды, жабдықгарды сенімді
пайдалануды камтамасыз етсді.
•
1.9 Коррозиялық қауіп дәрежесіне әсер ететін технологаялы қ
факторлар
Пластарды бүрғылау жэне тілу (ашу) технологиясын қолдану
барысында, сынақ алу және
байқау
барысында
пластарды
интенсификациялау керектігі туыддады, газдың жүруш квбейуге
арналған
коллекторлар,
конденсатти-кышқыяды
эмульщишы
пайдаланып,
кварцты-қүмды
ГРП
орнату ^ үшін
паидадан,
үңғымалардың құмдауытгы болып келуімен байланысты, бұл кезде
киындықтар бөлып жатты.
. ...
Қүмды жерлер эррозиялық ыкпал етті, әсіресе флшидтың
туобүленггік ағынында ерекше ықпдлы болды газ агывьшын бұл
орналастырылған
Әдеттегідей дымқыл мен қышқыл
* ықпалын тигізеді. Бұдан басқа, гид
пайдалануды қиындатады немесе шыгару және жмнау системасыңда
қайшылықтарга
экеледідөрт
фазаньщ
өзара
емір
сүру
шекарасында,газ түрінде,гидрэт түзу»судагы гидрат түзілудің сұйық
қосындысы,гидрат түзілудегі судың ерітіндісі жғне қатты газды
гидратты айта кетеТін жайт-газ кен орньишң гидрат түзілу ішіиде
коррозиялық белсенді қос коміртек тотығы газ түршде жғне ерітінді
түрінде,минера[щанған
Су
кездеееді,
потенциалды
белсенді
коррозиялық аймақтар пайда болады.
Гидрат
түзілудің
есеп
температурасы
жобаланған
термодинамикалық ұңғымаға арналған жағдайы 18,6&0с құрайды.
Ұңғымаларды жобалау жагдайында конденсатталған судың
молшері
ІОООм3 газға 2,3 кг суды құрайды, газдың шыгу
36
жылдамдығын есепке ала отырып,ағыстың біркелкілігін қдмтамасыз
ете алмайтыны, ұңғыманың діңіндв судың конденсациясы пайда болу
қаупімүшАн.
Судың коңденсациясы-басқа қиындыктарга қарағанда,қауіпті
коррозияның бар екенін растайтын фактор.
Гидрат түэілудің салдарынаи жинау системасы мен ішкі
тасымалдау трубалары қоммуиикациясын пайдалану қиьшдатылады
Өртүрлі
жағдайда гидратгузілу қаупі сақгалады, сыртқы
қоршаған ортаның температурасы түскен кезде,бүл қиындықгардың
алдын алу керек екендігі туындайды.
Ингибиторлардың гидрат түзілу таңдауы тектелген. Ең тиімді
реагент ретінде метапші ұсынылады, бірақ тұздардын еріту дәрежесін
жоғары көтеру арқылы, метанол сумен бірге коррозиялық процеске
араласады, бұл жерде метанол мен судыН мөлшерінің өзгеруі
коррозиялық процесстің жеделдеуіңе әкеліп соғады. Суметаналды
қоспаның газқышқылымен толығуы коррозиияның барлық түрін
жеңілдетеді. Бұдан басқа, құрал сайман коррозиясы ауадағы отгегінің
әсерімен болуы мүмкін, ауадагы оттегі технологиялық системаға
метанол мен жэне баска реагентгермен кіреді. Метанол алынған өнім
мен сумен бірге, ұңғымадан шығып бүкіл техиологиялық тізбекпен
жүріп өтеді. Бұд реагеитті гіайдалану ұңгымаға жинау, дайын емес
газды тасымалдау, сұйық г&э қоспасмн тасымалдау жоғары
коррозиялық қауіп твндірегян фактор болып табылады.
Жинау системасы мен ішхі кэсіптк тасымалдаудмп жобалау
варианты техяолопшіыҚ схемасы
жинау және өнім тасымалдау
схемаларының едеуді және айналмалы түрінде берілген. Жинаудың
елеулі системасьшда лақтыру
сызықгарының ұзыидығы жоғары
/максималды/ болвды, бұл жағдайда құбыр системасының беріктігінің
ортаціа көрсеткіші төмен болады, бұл жағдайда құбыр системасының
беріктігінің ортаща көрсеткіші төмен болады, айналмалы жинау
жүйесінде жоғары керсеткіш болады.
Айналмалы жинау системасында және қосымШа құбыр болғанда
жеке тасталған құбырлардьнд ұзындықтары азаюына бдйЛанысты
кайшылықтардың көрсеткішінің үлес салмагы азаюы байқалады,
тасымалданғаи. епімнің қос фазалық ағыста су фазасының жалпы
минерализациясының азаюына байланысты флюидтің коррозияльіқ
күшеюі төмендейді. [6]
1.10 Құбырдық коммуникацияларды және жинау жүйесіндегі
құрал-жабдықтарды, газды магистральді тасымалдауды қорғауға
арналған коррозиялық қарсы ш аралар
37
Г п о-бш лы коммуниклциялар мон конденсат кубырларнна
4.
5.
Газ қүоырларының ішы ям *"■■■ — -------- — у* И г
паидалану;
Кез келген дайындық сатысындағы газды тасымалдау үшін кез
келген коррозиялық агрессивті жер қыртысымен өтепн жер асты
газ құбырлары үшін электрохимиялық қорғаудың катодгы
поляризация тәсілі өте қажет.
Құрамында С 0 2 бар болатын шығарылып жатқан газдың
салыстырмалы ылғалдығы қаншалықты болса да, жинау системасы мен
ішкі кәсіпкерлік тасымалдау үшін коррозияга ұшырау қаупі сақталады.
Кен орнын сапыстырмалы сусыз пайдалану кезінде гидрат
түзілу және газ қүбыры системасындағы коррозия проблемасын шешу
үшін газ қүрғатқыштарды пайдаланады. Өнімді тоқгаусыз тасымалдау
үшін тасымалдаудың ең алғашқы стадиясында ылғалсыздандыру
тиімді тәсіл ретінде үсынылады. Газ құбырында жинау системасын
пайдалануды жоспарлау жагдайы үшін енгізілген қүрғатқыштық талап
етілген көлем дэрежесіне байланысты ұңғымаларда пайдаланылған
кептіргіштердің саньгаа байланысты өзгерістер енпзілуі керек.
Коррознядан қорғау шараларын уақьпъшы орындау үшін метанолды
кептіргіш ретінде таңдаған кезде қатаң коррозиялық мониторингті
ұйымдастыру қажет. Коррозиялық көрсеткіиггерде коррозиялық
ингибиторды қолдану қажетті қорғау деңгейін қамтамасыз етеді. Бұл
жағдайда қорғау тиімділігінің деңгейі ингибитор мен ингибирлік
технолоғияны дүрыс таңдауға байланысты кезінде ингибиторды дұрыс
таңдау дайындау мен өнімді қайта еңдеу технологиялық процестерімен
бірге тіркеседі. Қазіргі уақытта ингибиторлардың ұсынылған
ассортименті реагенттерді әртүрлі пайдалану жағдайындагы таңдауды
камтамасыз етеді.
38
Жогарыда келтірілген әсер ету фокторларын пайдалана отырып,
коррозиялық қауіп төндіретін факторлармен қатар Амангелді кен
орнының газ ұңғымаларын коррознялық деп кдассификадиялауга
болады.
Мұнай кен орнының ОПЭ сатысында ұңгымаларды іске қосу
барысьшда шыгатын коррозиялық проблемалардың шешуі жан-жақгы
болуы тиіс, өйткені барлық қиындықтар су фазасының пайда болуының
потенциалдық мүмкіндігімен тікейей байланысты. Қос фазалық агыстың
бар екені анықталмай жатып-ақ, коррозия проблемалары пайда болады.
Кен орнын тәжірибелі-өнеркәсіптік іске кірістіру сатысында пайдалану
қауіпсіздігі белгіді дәрежеде технологиялық зкгне арнайы қоргау
әдістемелерін қолдану жолымен іске асады:
1« Су жүретін қабаггардан борпылдақ тау жьіныстарына
кеэектесетін шіастау жағдайында сапалы цементтеуді
қолдану су және глз шығаруды оқшаулаудың басты әдісі
болып табылады, көмірқышқылы мен коррозияның басқа
түрлерін бастаудьщ салдары болады;
2. Конденсатгы сулар мен қатты белшектерді шығару
мақсатында (ұңгымаларды іске аеырудағы коррозияга қарсы
режим) флюидтің шығынын сәйкестендіріп қамтамасыз ету
(жылдамдық критикалықтан жоғары)
3. Қышқыл газ бен конденсатты суды құрайтын құрамында
дымқылы бар газдың дымқылын азайту үшін кептіргіштер
пайдалану;
4* Структуралық-механикалық қасиеттерімен бірге, қышқыл
өрта жагдайында жұмыс жүргізуге қойылған талаптарга
сәйкес коррозиядық тұрдқтылықгы ескере отырып, ұңғыма
ішіндегі құрал жабдьіктарга арналған материалдарды
пайдалану.
Құбыр аралық кеңістікке белгілі эдістердің көмегімен кіргізе
отырып, жобалау жағдайында, кептіргішті қосуды іске асыру үшін
ұңғымал арды ауыз жағына ауыстырған тиімдірек.
Бұл эдісті кен орнын сусыз іске қосу кезеңінде қолдануга болады.
Гликольдерді кедтіргіш ретінде таңдаған кезде коррозиялық жағдай
қанагаттанарлық болады. Одан басқа, гликоль буларының ссрпімділігі
гидраггүэілу температурасьшда көп емес, егер метанолмен
салыстырсақ, сондықтан гликоль мен газдың жойылу мелшері су
болады.
Егер таңдзу метанолга тоқталса, онда қатаң коррозиялық
мониторингті ұйымдастыру маңызды мэнге ие болады, бұл
39
мүмкін,
т
ш
береді.
1.11 М еталл кұры лы с конструкциялярының
тоттянуы
Ковсозия - коршаган орта зссрінен металяардын химналык жане
элеістрохимиялық брылуы деп түсіиуіміа керек. Жыл еайын корроаия
салдарынан ондірегін металдардын 10% жогалыи чратынь,
анықталынган.
____
М е т а л л к о н с т у к ц и я коррозиясының жылдамдығының қоршаган
орта кұрамына жэне ондагы минералдык тұздар молшеріне
байланыстығы басымдау.
Коррозияны жандандырушылар қатарьгаа газдар (хлор, күкірт
ангидрит, күкіртсутегі, диоксит, көміртегі), бұлардың судагы ерітіндісі
қышқыл реакңиясын береді.
Атмосфералық болып қалатын минералдық түздар да мысалы
хлордың натрий, коррозияны жеделдетеді, оның үстіне ауа ылгалдыгы
өскен сайын коррозия үрдісі оншақты есе үлғая түседі. Металл
конструкциялары үсті кір басқанда да, мысалы, минералдық жэне
органикалық заттары болатын шаң-тозаң шөккенде, коррозия жүру
қаупі бар. Себебі бүл ластар оз бетінше коррозия тудырмаганымен,
олар атмосферадан коорозиялық активті саздарды және ылғалды
активтік электролиттерді
металл конструкциялары коррозиясын шақьфады.
Ең бір есте сақгауга түрарлық мәселе оттегі кіруі шектелінген
біркелкі ылғалданған металл конструкциялар бөлшектері ашық
белшектерінен гөрі тезірек бұзылады, себебі, олар анодтар болып
табылады. Ғимараттарды тексергенде ең алдымен, көңілді отгегімен
біркелкі желдетілмей тұратын бөліктеріне аударған жөн.
Саңылауларын жэне қуыстарын коррозиядан қорғаудың ең
сенімді тәсілі олардың элекгролитпен гидроскопиялық емес
матераилдармен толық қоршау шарасы. Мұнай материалдар ретіндегі
ең тиімдісі тиоколалық және силиконалық мастиктер. Сондай-ақ
тұракгы лакобоялық материалдарын да пайдалануга болады.
Конструкцняларды коррозияның кез-келген түрінен қорғау
кажет
мақсатында ең алдымен олардың үстін ылғал тиюден қор
үшін металлизиациялау тәсілін және гидрофобтық майлауды
қолданады. Бірқатар ең технологиялықты және сенімді қорғау тэсілі
болып металл конструкцияларын тұрақты бояулармен
40
жоғары сапада боялауда бейметалдық жэне бейорганикалық
жамылтқы жагумен және металлизациялауды үйлестіре орындау болып
саналады. Металдық жабын электрохимиялық анод ролін атқарады. [6]
Ыстық жэне суық су жеткізу құбыр тізбектері жүйелерінің
коррозиялану қарқындылығы құбырлар бетінің күйіне, судың
химиялык құрамына, оның температурасьша, су ағу жылдамдығына
және кысымдыгына байланысты.
Электролит ерітіндісіндегі сутегі иондарының концентрациясы да
құбырлар тізбегіндегі электрохимиялық коррозия жылдамдығын
анықтайды. Қышқыл ортада тұрақтылығы нашар металдарға, темір
магний, мыс, марганец жатады. рН мағынасы төмен (қышқыл орта)
болғанда олардың коррозиялық бұзылу жылдамдығы өте жоғары.
Мұнда коррозия сутегін бөле жүреді, ал құрылатын өнім оңай ериді
жэне металды бұдан былайғы коррозиядан қорғай алмайды. рН4+8,5
аталған металдар коррозиясы жылдамдығы тұрақты, себебі, мұндай
жағдайда отгегі құбырлар тізбегі коррозиясына ықпалын тңгізуші
басты факторы, ерімталдығы өзгермейді. Сілтілік ортада (рН>10)
аталған металдар ерімейтін гидрооксидтер құрай коррозияланады жэне
коррозия жылдамдығы күрт төмендейді.
Гидроксил иондар концентрациясы өте жоғары (рН>14) болғанда
құрыш, коррозиясы ерімтал ферриттер ІМаҒе 0 2 жэне темір
гипорфериттерін ИагҒеОг құрай жүреді жэне оның жылдамдығы өсе
түседі.
Цинк, алюминий, қапайы
қорғасын нейтральдық ортада
коррозияға қарсы тұрақты, бірақ сілтілік жэне қьішқылдық орталарда
оңай бұзылады. Әрбір металл үшін коррозия жылдамдығы
минимальды болатындай белгілі рН мағынасы болады, мысалы құрыш
үшін — 14, цинк -Ю, адюминий -7.
Жылы және суық су жүргізетін құбырлар жүйесіндегі қысымдық
кетерілуіне байланысты коррозия процесіне қатысы бар газдар
ерімталдыққа кадиіп, кұбырлар коррозиясы жеделдете жүреді.
Металл конструкцшшы коррозиядан қорғаудың ең сенімді тэсілі легиралау, яғни металға легиралаушы элементтерді енгізу арқылы
қорғалатын металға пассивтік қабілет беру тәсіл. Жоғарьіда
айтылғандай, легиралаушы қоспалар ретінде мысты хромды, никельді
және т.б. қолданады. Көміртексгік жэне төмен легирланған құрыштар
тұрақтылығын балқыма 0,5% дейін мыс қосымен асырады, себебі
конструкция үстінде қорғаныс қасиеті жоғары пленка құралады.
Тотықтанбайтын жоғары легирланған темірдің хром жэне никель
қосылған балқымаса негізінен хром эсерімен пассивтелінеді жэне
коррозияга тұрақтылыгы жоғары келеді. Бірақ бұл қорғаныс тэсілі
41
едэуір қаражат шығынын қажет ететшднсген, оны тек мегалл
даярлағанда к о л д а н а д ы ^
Металдык жамылтк
ҚОрғалынатын конструкцня үстіне
а ғ у ___пленка жұка
жамылткысын
_
жамылтқы үші„ теріс
)у. Жоғарыда
е ™ ™ Г РптГнцнал неғізгі металдікінен молырақ металдарды
электродгык птенц
жамылтқы үшін негізгі металға
1“
Л ^™ лты к
қарағанда электро.
потенциалы тимеидеу
металдарды (мыс,
« м п е ^ ^ мегал 6*йымдарынык балку
төмен қорғушы металл балқымасы бар (цинк,
Г І ‘Г !Г р корғасын) астауга коргалатын консТО кии.ны батырады.
г й и а ^ ы к тәсіл - бүйымдар үстіне түздар ер.тшд.лерш
1альваникл»! іч __ __ __ апігиш жука кооғаүшы металл
^пектолиталық жолмси жаудыру арқылы жұқа . . - ,
* а ^ ™
6ь™ н күрайды. Мүнайда коргллагын „еталл-каТОд, ал
К0РТ ^ д ™ в д Л'Н( м ^ а в и « л а у ) металл бүймдары үстіне
балкы ™ .™ метмды кысымдықгагы ауамеи бүрку. Б*л тосшдщ
б“ ^ л ы г ы коргаушы мегалл балкымасын »ч<мысшь, орнына
жиналған конструкция үстіне бүркеуге болатындығына. [7]
1.12 Металдарды балқыту және біріктіру
ЦЦЯНИ И
Р __ - конструкцияларын, темірбетонға арматуралық
күрылыс
каркастарын, торларын жасау үшін металдарды пісіре бірп тру
кұрылыс саласында және жалпы техннкада кеңшен тараған. Жал
басатын жерлерін балқыта немесе жүмсарта қыздыру арқылы түрлі
белшектерді бірікгіріп тністі габарнттегі конструкцнялар жасау тнімді
де, ынғайлы да технологиялық процесс.
_
■
■
Жылу көзіне байланысты металл бөлшектерін пісіре жалғастыру,
былайша жіктелінеді. Электрнкалық, химиялық, электрохимиялық,
электромеханикалық, сәулелік. Ең көп қолданатыны - металл
элетродын қолдана электр доғасымен пісіру және электртүйсіктікпен
пісіре тәсілдері. Газбен пісіруі шойынды, жұқа түсті металдар мен
қүрыштық болшектерді пісіре дәнекерлеу үшін қолданады.
Электродоғымен пісіру негізгі металл бүйымдары мен көмірлік
электроды және негізгі металл мен металл электроды арасында пайда
болатын электрлік доғаның жылулық әсеріне негізделген. Бірінші
жағпайла отьгоғыштык материал қажет, ол негізгі металмен араласып
42
пісірілу жігін құрайды. Екінші жағдайда металл электроды онымен
металл
Металл
токпен де орындай береді, бірақ арнаулы трансформаторды,
генераторларды жэне т.б. қолданады. Пісіру өнімділігін жэне пісіру
сапасын жоғарлату үшін автоматикалауда жэне флюс қабаты астында
пісіру тэсілін қолданады. Қазіргі кездегі үзіліссіз электрлік реттейтіні
бар автоматтар тнптері өзі жүретін арбадан тұрады. Арбада
электродтық сым үшін кассетасы бекітілген, флюс үшін салмалы жэне
т.б. лайықты жетіктері орналасқан.
Металдар мен қорытпалардың ауаның, судың, қышқылдың,
сілтілердің жэне де басқа шартты жағдайлардың эсерінен химиялық
немесе электрохимиялық процестер арқылы мүжіліп бүзылуы немесе
олардың коррозиясы деп атайды. Ал олардың осы электрохимиялық
немесе химиялық процестердің эсерінен химиялық қоспаға айналып
тотығуын немесе тот басуын коррозия процестері деп атайды. Латын
тілінен аударғанда «коррозия-бұзылу, бүліну, желіну» деген сөздер. Әр
түрлі металдардың коррозияға төзімділігін қосымшаның 1таблицасында көрсетілген.
тонна қорытпалар мен металдардан жасалған приборлар мен
жабдықтар мен қорытпалардың тоттану процестерінің салдарынан тот
басып шыгын болады. Егер 1920 жылға дейін металдар мен
қорытпалардың коррозиялық процестерінің эсерінен жойылатын
шығын мэні ондаған млн. Тонна болса, ал казіргі кездегі шығын мәні
де айтарлықтай аз емес, яғни ол бүкіл жер қойнауындағы рудадан
ажыратылып алынған металдардың жалпы көлемінің 10%-іне тең.
Мүндай шығын саны үлкен комбинатта немесе заводта істейтін үлкен
коллективтің өндірістік өнімі босқа жойылатынымен пара-пар.
Металдан жасалған бөлшектер мен бүйымдар жэне әр түрлі
конструкциялық
жабдықтардың
оларды
қоршаған
ортамен
эрекеттесуінің эсерінен бүзылу механизміне байланысты коррозия
процестері негізінде химиялық жэне электрохимиялық болып екіге
белінеді.
Химиялык коррозия конструкциялық материалдардан жасалған эр
түрлі металдар мен бүйымдар жэне т.б. жабдықтардың ылғалсыз
бетінде оларды қоршаған ортаның әсерінен пайда болады. Мысалы,
реактивті двигательдер, эр түрлі қыздырғыштар, тамақ жэне басқа
өнеркәсіптерде жиі пайдаланатын аппаратуралар мен пештер
химиялық коррозия процестеріне жиі үшырайтынын атап откен жөн.
Ал конструкциялық материалдардан жасалған бүйымдар мен
жабдықтар бетінің ылғалдың жэне эр түрлі сүйыктардың (мысалы, эр
43
тупгі кьпіікылдар мен сілтілер. тұзяы теиіэ. в « и е у т р н Ш
боұзылуы
Я І І VШ
І
коя,<ш
"
г
жүйеде бос энергия бөлінпт,
процесс
кезінде
яйтаплыктай кему» мүмкін
жүйс
керінеи
энсрпмсы
потенциалдын әлде калай
процестердін жүруіне себеп болады
потеішиад
микробөлігіндсгі
элсктродтык
микроэлемситтщ ! —
- ___
п«'и ^іп-^іпінен айырмашылыгы аитарлықтай оолуы ксрск
ф<фкЛ Е <0
элемснпн
мұн
элсктродтык
0
(<р
металы
Мысалы,
7 -(-0 .7 6
ЕХ)
ал
(ояиель
Е>0,
алсақ
іт ы к всмесе анодтык
бсрілген
потенциалдары.
ші алайык (2п, Ғс). Егср осы мсталдардың
темір
сальістырсак,
поте
нциалдары
н
стандарт
.445)
мырыш
-0
қараганда берік қзтгы ‘болып
метапына
ауада
Бірак - осы металдардың тотгану процесгсрін ылгал
бақылаған кезде^ тсмір пластинкасы біраз уакыт өткеннен кенш
тотыкқанын, ал мырышталған скінші тсмір пластинкасы ешқандай
езгеріске үшырамайтынын байқаймыз. Ссбебі мырыш металының
электродтық потенцйалы тсмірдің электродтык потенцналына
қараганда едәуір аз (II қосымша 4-кесте). Осыган байланысш мырыш
металының активтігі тсмір металымен салыстырганда көбірск болады,
сол себептен ол өзінің электрондарын скінші тсмір мсталына тез бсріп
металы
біртіндеп тотығып бүзыла бастайды. Сондықтан мыры
тотыгып толық жойылып бтткенше
іптағы
(мырыі
Коиструкциілық металдардың бетіяде
пайда болған тотыктану процестерінін взгеруіне және фнзи
механикалық
қасиепсршщ
ерекшеліктеріне
карап,
олардын
мүжілу процестері бірнеше түрге бөлінеді
44
2. МЕТ АЛДАРДЫ ТОТТАНУДАН ҚОРҒАУ
Көптеген өнеркәсіп пен тұрмыс салаларында металдар мен
қорытпалардан жасалган детальдар мен бұйымдар, приборлар,
аппараттар, машиналар және т.б. эр түрлі жабдықтар тоттану
процестердің эсерінен бүлініп, едэуір шыгынга соқтыратыны белгілі.
Сол себептен олардың коррозиядан бүлінуін ойдагыдай төмендету
үшін негізінде мынандай коргагыш тэсілдер қолданылады.
45
каптағыштар мұн
ІИ Щ
§
’ЧраМЫШВ ^ Г ^ Г ж ^ ж о ^ р т ы полимерлік каптагышпр)
қаптапаштар
"
к
а
коргатш
к ал ты отар
„^гіздік тотык, хромат ж м е фосфат кабыртакпры),
£
£ түрі мстаядық корйгаш капгығааядр (метмдардан
^ Л ^ м ен
Г Г ^ зл е к ^ —
бұйымдарды длффутпллык, ыетьж опдеу,
және т.б, тасшдермен жалап- аркылы
пташштар) караетырыладв. Қаз,рп уакыттдаы онд,р,стерде
_
'
______
_
к-лпгягмш
каптағьшітардың
металл емес және металдык
ейін жетіп, әр
ангстремнен
түрлі болып келуі мүмкін. [ 1]
коррозиялануын антарлықгаи төмендепп
химиялық
косылыстарды
коррозиялық
орт»
мүлдем токгатып
өндеү. Мысалы, қышқыл ерітінділсрін нитрализациялау, оу жшерепн
аэу казандарды оттексіздендіру, сұйық жэне газ бояулатқыштар
(ингибиторлар қоеу. Металдарды коррозиядан электрохимиялық
қорғау негізіне мынандай тэсілдер жатады: металды қорғау; элекгрлік
дренажды пайдалану арқылы жылжымалы адасқан тоқтан қорғау.
3. Коррозияға тозімді металдан жасалған конструкциялық
материапдарды колдану.
^ ^Н вЯ і
4. Металдарды лепрлеу арқыльг олардың коррозиялануын
айтарлыктай төмендггу. Металдық конструкциялық материалдардаң
арнайы қасиеттерін едәуір жақсарту және де коррозияга төзшділпій
арттыру үшін оларга көбінесе легірлеуші химиялық элементтер
пайдаланылады. Негізінде металдарды легірлеген кезде хром, никель,
марганец, кремний, кобальт, молибден және т.б. легірлеуші элементтер
қолданылады.
5. Металдардың пассивтілігін пайдалану. Мысалы* хром, титан,
никель, алюминий сияқты металдар ауада ездігінен паесивтік күйге
ауысып, коррозиялық күйге беріктілік көрсетіп, легірленгеіг болаттар
сияқты таттанбайды. Кейбір металдарды белгілі мөлшерлік күкірт, язот
қышкылдары мен хромның аниойдары бар сұйығггңрдьщ химиялық
немесе элеюрохимиялмк: әдістерімвн өңдеп, оларды корроіияга тезімді
күйге келтіруге болады. Металдар мен қорытпалардың нассивті күйге
ауьісканда олардың бетінде кебінесе кезге керінбейтін жұқа
қабатша түзіледі Ал бұл қабатша тотыгу
срскше кедсргі керсетіп, металдар мен қорытпаііардың
тотыгу
2.1. Коррозиядан қоргагыш қаптағыштарды электролиттік
46
әдіспен түсіру
Қазіргі кезде техника мен өнеркәсіптердің көбінде электролитпк
эдіспен алынатын анодтық жэне катодтық қоргагыш қаптагыштар
кеңінен қолданылады. Электролиттік эдістің негізгі мағынада оның
бөлшектер мен бүйымдарды қаптауға арналған металдардың түз
ерітінділерінің электролизінен түратыны. Электролиз көмегімен
қорғағыш қаптағыштар алу үшін бөлшектер мен бүйымдарды катодэлектрод ретінде, ал тоттанудан сақтағыш металл пластинкалары анодэлектродтар электр тогының оң полюсіне жалғастырылады. Бүл кездегі
электролиз процесінің сандық иондарының жылжымалы қүбылыстары
Фарадей заңына бағынады. Фарадей формуласын қолдана отырып,
катод жэке анод-электродтарда түз ерітінділерінен бөлінген зат
мөлшерін немесе олардың зат эквиваленті мен электролиз уақытын
жэне ток күші мөлшерін анықтауга болады.
Металдар мен қорытпалардан жасалған деталь бөлшектер мен
бүйымдардың
беттерінде
жалатылған
металдық
қорғағыш
қаптағыштар негізінде катодтық жэне анодтық қаптағыштар болып
екіге бөлінеді. Егер болаттан жасалган бөлшектермен бүйымдар
мырыш немесе алюминий металдарымен қапталса, бүл қаптағыштар
бүйымдарды коррозиядан анодтық қорғайды. Осы қаптағыштардың
үсақ саңылаулары көп, тұтастығы нашар, сапасыз болып келсе де
негізгі бүйымдар белгілі коррозиялық ортада мүжіліп ешқандай
бүлініске үшырамайды. Себебі алюминий мен мырыш металының
стандарт потенциалы негізгі қорғалатын темір металының стандарт
потенциалымен салыстырғанда элде қайда теріс, анағүрлым аз болып
келеді. Ал мүндай қаптағыштарды анодтьщ қаптагыштар деп атайды.
Сондықтан анодтық қаптағыштар темір металдары мен олардың
корытпаларынан жасалған әр түрлі бүйымдарды
коррозия
процестерінен сенімді, берік қорғайды. Егер де болаттан жасалған
детальдар мен бүйымдар қалайы немесе никель металдарымен
қапталса, бүл каптағыштар негізгі бүйымдарды белгілі коррозиялық
ортада ұсақ-саңылаусыз, тұтастығы сапалы болып келген жағдайда
ғана коррозиядан қорғай алады. Себебі қаптағыш ретінде жалатылған
металдың стандарт потенциалымен салыстырғанда айтарлыктай оң,
яғни едэуір көп болып келеді. Бұндай қаптағыштарды катодтық
қаптагыштар деп атайды. Негізінде катодтық каптағыштар болаттан
жасалған бұйымдарды коррозия процестерінен сенімді қорғамай,
олардың коррозиялық ортамен эрекеттесіп тотыгып, бұзылуын
эжептэуір
үдетеді.
Сондыкган
катодтық
қаптағыштарды
47
.* р « зрттер»е яегізгі коршгаш халтагыштар * п Ь т Щ »т
Г«1
колданады. [ 1]
саласыиДа элсктролитпк әдіс
коргаш ш қапташ ш тар бұйымдарын
алыяатын
көмспмен
—— * оларга созымдылык, бсріктілік
коррозиялық ортиа» к о р т ^ с
12
^
іг а т т м п и к . ЭЛСКТР ӨТКІЗГШШҚ
^
щ
*РУк®» «««»
_
2 2 Мстілщірдмн »»иі*лық яв*е эяекігрвш іш мқ
коррози ясы н м н
түсініитем«»
Коррозия - « « л и р д а » өмігінея тоты о’ проиееі-мүнай «адіру
жүйееінін барлык элементтерінде «олады. Хнминлык коррозилсы
Х л д ы к оттекпен немеее баска Ш Ш «КҢ.гак» ортада жогары
температуралык тош гуы, м*на* мен еуды дайындау торашарыиын
қүбырларында,
кэсшшілік
қыоатын
түтін шыгаратын қаззндык
аа
және
басқа
мүнай
кәсіпшілік
компрсссорлық станцияларьщ
нысандарында жүреді.
металдың сүйык
Бсйэлсктроликтік врталы химиялық коррозия
металі
немесс газ тәрізді бейзлрктролиПнс акгивті орталар
бүзылуы, ол зкоғары күкіртті мүнайды енДіру, тасш іалдау және оңдеу
нысандарының ішкі бетінде каргалнды ТүрДе жүрсді.
Электрлиттердегі электрохимиялық корроэия -металдың сүйык
электр өткізетін ортада тотығуы электр тогының пайдз болуымен қоса
ясүреді, ол түз қышқылынын жэне күкірт қьппқылының ерггшділсрій,
спітінлілеоді айдағанда,
[іерді, тұздарды, сондаи-акмицеллалық ср
іганда жэне тасымалдағанда жиірек байқалаі
ауамсн
Атмосфералық элсктрохимиялык коррозия
ылгал газбен жанаскандагы тотығуы немесе бүзылуы жер
Ол қышқыл буымен
мүнайкэсіптік гимараттарында байқала^
реагснттсрмбн
сілтілсрмсн жәнс
күкіртсутекпсп
ластанган атмосферада, мысалы, химиялық реагенттерді сақтаі
баэарларда ете каркынды жүрсді.
Химиялык және электрохимиялық коррозиядан жабдыктар
тотыгуы мен бүзылуы тасымалданатын
күбырлардын беттер
немссе сақталатын ортага коррозияның бейтараптандыргыштарын
немесс ингибиторларын қосып күрт твмендетуге нсмссе тіпті тоісгатуға
болады. Мүнайкәсіпшілік практикасында ең көп таралғаны - коррозия
ингибиторларын қолдану.
Күкіртеутектік коррозия. Қат өнімінде күкіртсутектің түзілуі
сульфаттотықсыздандыргыш бактерияттар (СТБ) деп аталатын
48
9
КЯВ^І
бактерияларын тіршілік эрекеттерінің нәтижесінде болады. Бұл
бактериялар сулы ортада сульфаттар бар кезде ғана болады. #Сусыз
ортада, мысапы, таза мұнайда СТБ қатытайды.
Сульфаттардың сульфидтерге СТБ қатысында тотықсыздануы,
кейде оны биогендік сульфат резукциясы деп те атайды, мына сұлба
бойынша жүреді:
4
Н
2 +
8
0
*
2
^
8
7
-
+4
Н
2
0
Өлшемдері 0,1-3 мкм болып келетін СТБ дамуы үшін оптимальды
жагдайлар; ------ шама мен 30-40°С жэне элсіз минералданған
сульфатты бейтарап орта. Қат суының микроорганизмдерімен
ластануы сульфаттар мен микрофлорасы бар беттік суды айдағанда
бо лад ы.
Биогендік сульфатредукциясының нэтижесінде немесе басқаша
түзілетін күкіртсутек Н23 әлсіз қышқыл болып табылады, ол коррозияның күшті стимуляторы. Күкіртсутек суды ортада сутек
иондарына және күкірт иондарына екі сатыда диссоциацияланады:
Н
£
с
*
Н
+
+
Н
З
~
о 2Я + + 5 2"
Түзілген иондар коррозияны мына сұлба бойынша қуаттайды:
2ІГ+2Е—►наяс-*-нчдс—н 2
Ғе-2е—>Ғе2++Н2§-*Ғе8+2Н+
0
я
2.3 Коррозия ингибиторларын қолдана
отырып қорғану әдісі
ш
Коррозия ингибиторлары дегеніміз - коррозиялық ортаға
қосқанда
металл
коррозиясының жылдамдығын
айтарлықтай
томендететін заттарды айтады. Ингибиторлардың қорғау эсері металл
беттерінде
қорғау
қабыршақгарының
түзілуіне
негізделген.
Ингибиторларды сұйық фазалық жэне бу фазапық деп екіге бөлуге
болады. Сұйық фазалықтың өзі бейтарапты, қышқыл және сілті
ортапар үшін ингибиторлар деп үшке бөлінеді. Ингибиторларды
мұндай өңдеу өнеркәсібінде қолдану - метапдар мен жабдықтарды
коррозиядан қорғаудың ең тиімді әдістерінің бірі. Ингибиторлардың
артықшылығы - оларды технологиялық циклдің кез - келген
элементтің, оның ішінде қатқа да, агрессиялық ортасына беру
мүмкіндігі. Органикапық ингибиторлардың эсер ету механизмі екі
49
ТУ„ЛІ жолмен түеінліріледі: 1 1 В
І
Н
Н
* «
8 Ш і к кабаттағы зарядтын таралуын езгертеді, еонын нашжесшде
металдын электрохимиялык еруіиіи алементарлык процестерш и б.реу,
ба"у“ айлы немесе жылдамдаВды; 2 -коррозня ингнбиторларынын
металл бетіндегі адсорбциясы металдын ахтипт, бет,н хоршау
:;Г рохнм »яль,к реакциясын тежейді. КоррозШла„ать,„ бегті
адсорбциялзнга»
затпен
окшаулаидырганда
элехтрохим иялык
процесгін
жылдамдыгы
адсорбц„яла„гаида
электрохимиялык
процестін жылдамдыгы адсорбциялангаи бөлшектердеи бос бетпн
шамасынатура пропорционал болады. [1]
Органикалык ингибиторлармен эсер еткенде потенциал деп
аталатын, коррозияланатын металл бетінін зарядынын шамасынын
манызы ■ зор. Органикалык ингибиторлардын металл бетінде
адсорбциялануынын. максимальды адсорбциясы потенциялдарынын
белгілі бір мәндерінін аймагында байкалады, онын шамасы металдын
нөлдік зарядынын потенциялына, металдын нөлдік нүктесі деп
аталатын мәнге жуык болады. Осы параметр бойынша коррозия
ингибиторларынын мүмкін болатын эсерін болжайды. Казіргі кезде
коррозия ингибиторлары ретінде колданылатын көптеген химиялык
косылыстар мен олардын коспалары жасалынып, зертгелген. Олардын
ішіндегі тиімділері ИКБ —4В, И — 1 —А, ИКСГ — 1, ИКБ —2, додйген —
214, СЖК, фосфор кышкылдык алкиламиндер жэне баскалар, олар
өздерінін әсерлерін температураны жогарлатканда сактап кана коймай,
тіпті арттырады. Ал кейбір коррозия ингибиторларынын коргау эсері
полярлык малекулалардын метал бетімен хемосорбциялык механизм
бойынша берік байланысуымен камтамасыз етілетінін көрсетеді.
2.4 Қүрылыс аланын дайындау кезіндегі зиянды әсерлер
Қүрылыс алаңы - қүрылыс технологиясындагы кажетті элемент.
Аланды дайындау кезінде енін үлкендеу кылып (мэліметтеріне сэйкес)
алдындағы кедергінің көбісін жояды яғни ормандар оталанады,
топырак беті тегістеледі, ағаш діндері жойылады. Т.с.с. жұмыстар
жүргізілёді. Кұрылыс алаңын дайындау кезінде коршаған ортага
келетін негізгі залал.болып шайылуға желге, эрозияга еркін берілуші
онын ашык топырак беті саналады. Сондыктан кұрылыс аланынын
өлшемдері барынша кіші болу керек. Бүл кезде принциптік талаптарга
сүйенген дұрыс.
'
50
9
ш
Ш
т*
Құрылыс технологиясының ауырлыгы, кұбыр салуда басым
болуы керек, ал коршаған ортага келетін залал азаюы керек. Осы
талапқа сэйкес құрылыс алаңының енін азайтуга багытталатын газ
құбыры құрылысының технологиясы да багынуы керек.
Кейбір елдерде кұрылыска берілетін алаң ені 8 м құрайды. Бұл
шама біздікіне караганда екі үш есе аз.
Бір жагынан жұмыс алаңының енін шектен тыс ұлгайту кұбырдың
пайдапану жағдайына кері әсер етеді. Мысалы көлденең жэне ұзына
бойы көлбеуліктерде артық орманды кесу, топырақтың карқынды
эрозиясы, жаралардың түзілуіне және ең соңында кұбырдың
жаланаштығына алып келеді. Алаң аймағында грунтты кесу кебет
орныктылығының өзгеруіне ықпал жасайды.
Көбеттердің табиғи тепе теңдігінің бұзылуы пайдапану кездерінде
селдердің пайда болуына алып келеді. Оған көптеген құбырлдр
құрылысы мен тәжірибесі куә.
Мұнай газ кұрылысы кезінде негізгі экологиялық залал
литосфераның
жоғарғы
жер
бетінің
қабаттарына
жердегі
биогеоценоздарға келеді. Литосфераның құрылымдық элементтері
(топырак, грунт, грунт сулары, өсімдіктер жэне жануарлар) ластануға
(физикалық, химиялық, органикапық және биологиялық) уақытша
және тұрақты нысандарының орналасатын, кұрылыс техникасы мен
көлігінің физикалық механикалық әсерлеріне душар болады. [2]
Құрылыс процессінде топырактың бұзылуы және оның
өнімділігінің жоғалуы жүреді. Оны қаппына келтіру үшін'колайлы
табиғи-климаттық жағдайларда 3-5 жыл қажет. Егер рекультивация
жұмыстары өз уакытында жүргізілмесе бұл зардаптарды су және жел
эрозиясы әры карай жалғастырады.
2.5 Цемент тасының тотығы ( корозиясы) және
оған қарсы күрес.
Минералданган, қышқылданған
жэне
тұщы сулардың
эсерімен
пормлондцемент негізінде салынган үилердің жэне
биналардың біртіндеп бұзылатындығы бұрыннан - ақ белгілі
болатын.Сондыктан түрлі құрылыстардың, әсіресе гидротехникалық
биналардың, мэңгілігін асыру үшін ғалымдар және технологтар
арнаулы цементтер өндірумен қатар түрлі органикапық және
минералдык қоспаларды қолдану тәсілдерін зерттеу.
51
і
Осы корозияға карсы күресу жолында орыс галымдары
В Н Москвин . В.В Кина , В.Н.Юнг , СД.Олароков т.6. корозиянь,
табиғаты н , оларга карсь, күрес жолдарын аныктаганды В.М.
Москвин бойынша цемеит тасында болатын кормиянын бф.нш,
түрі үш кальцнлі силикаггын гндролнзіннен панда болатын Са ( ОН
Курылыста
көбінесе
корозиянын
^2 Ш і ы суда ерумсн и аи лап р^і---- т е к ^ л ғ ы з түрі емес екі-үш түрі бірден кез.пп түрады. Дегенмен
корозиянын басымырак түрін аныктап жэне оған косымша
корозиянын себебін еске ала отырып, оларды токгату үшш
шаралар қолданылады.
Коррозиянын
. . .
бірінші түрі - СА ( ОН ) 2 с.лтіс.здену
----- --------жұмсак су цемент
ПРОЦеСІ. иЛ Кұрамында
----------------- г *
тасына жан-жакты асер еткенде СА( ОН ) 2 суда ерш, ннтенсивт,
түрде концентрациясынын азаймайтындыктан , онын бфтіндеп
бұзылатындығын көрсетеді.Әр уакытта цемент тасында С 2 5 жэне
С 3 5 гидролизінен пайда болатын басы бос кальций гироксид. Са (
ОН ) 2 .болатыны әркашан белгілі. Дегенмен Са ( ОН ) 2
сілтісізденуге карсы колданылатын басты шаралар:
1.Техникалык
және технологиялык
эдістермен
бетонның
тығыздығын жоғарылату.
2. Құрамында * активті
минералдық коспасы
бар
цемент
колдану. Активті минералдық қоспалар
( аморовты 5і О 2 )
кальций гидроксидімен эрекеттесіп , суда нашар еритін кальций
гидроксикатын құрайды:
.- -ШШ
Са ( О Н ) 2 + 5Ю2 +М Н 20=С а0. 5 І0 2 .пН20
Міне осы аталган шараларды қолдана отырып, үйлерді
фундаменттеу үшін пайдаланатын блоктардын , тіректердін және
теніз-өзен жағаларын бекіту үшін конструкішялар су ортасында
түрақтылығын қамтамасыз етеді.
Коррозияның екінші түрі әртүрлі себептермен түрлі
формада жүреді:
!
1.Кышкылдык коррозия- поликремдік және кремдіфморлык
сутектін кышкылдарынан баска, сутектік көрсеткіш мөлшері рН <7
болатын кез-келген кышкылдарының ерітіндісінін жүре береді. Оны
мына химиялык тендеуден көреміз:
Са ( О Н ) 2 +2НСЬ=СаСЦ+2Н20
Са ( О Н ) +Н25 0 4. 2Н20
52
Мұндағы СаСЬ2 суда тез ериді.
2.Көмірқышқылдық
коррозия-жалпы
қышқылдық
коррозияның бір түрі. Ол цемент тасына құрамында бос
көміртегінің диоксиді бар су, әсер еткенде пайда болады.
Са СОз-*- ( СО* )бос+Н20=Са ( НСОЗ )2.
З.Магнезиялық коррозия-тасына құрамында еріген магнезиялық
тұздар,бор жер қыртысының суы немесе теңіз суы эсер еткенде
пайда болады. Бұп реакция мына төменгі
схема бойынша
түсіндіріледі:
Са ( ОН )2+МеСЬ2=СаСЬ2+М8 ( ОН )2
Са ( ОН )2 +М 8804С а З б 4 2Н20+М е ( ОН )2
Й
!я
4.0рганикалық
қышқылдар
бейорганикалық
қышқылдар
секілді. Әсіресе сүт, сірке, жүзім
қышқылдарының агрессивті
эсерлері күшті. Майлы қаныққан жэне қанықпаган қышқылдарда (
олейіндік стреоттік жәИе т.б.) цемент тасын бұза эсер етеді.
Таскөмірді құргақ айдау арқылы алынатын , құрамында фенол бар
қара май бетонға агресивті эсер етеді.
5.Минерапдық тыңайтқыштардың эсерінен жүретін коррозия.
Мыс: амиакты селитра ( ЫН4Ы02) кальций гидроксидімен эрекеттесіп
, суда жақсы еритін химиялық қосынды құрайды:
2ЫН4Ы03+Са ( 0Нр+2Н20 = С а |Ш 3 )2. 4Н20+2>Юз.
З.Коррозияның үшінші түрі сульфаттың және улы сілтілер
ерітіндінің цемент тасына әсер етулермен байланысты.
1).Сульфаттың коррозия құрамында сульфат иондары бар
теңіз және жер қыртысының сулары цемент тасындағы кальций
гидроальюминатымен эрекеттесуінен болады:
ЗСаО АЬ20 3-6Н20+ЗС а804+25Н20=ЗС а0. Аһ2 0 3.
,ЗСа804 - 131-321 Н20 .
2).Сілтілік корозия да екі пішінді жүру мүмкін. 1- ші цемент
тасына концентрацияланган сілтілер ерітіндісінің әсерімен екінші
цемент тасының өзіндегі сілтінің эсерімен. Бұл туралы жогарыда
айтылған.
Бетонды коррозиядан қоргау. Әр уақытта құрылысты бастар
кезде коррозиялық қауігггіліктің болу жағдайларын есепке» алып,
оған қарсы шараларды жобалаган жөн. Жалпы құрылыс бұйымдары
53
мен к о н с т р у к ц и я л а р ы н пайдалану жагдайларында коррозиядан
корғап , төзімділігін арггыру үшін құрылысшылардьщ колданатын
тәсілдерін төмендегіше топтауға болады.
1 Үйлерді жэне ғимараггарды
паидалануының белплі
кажетті цементті қолдап^,
гидроробыттаушы
3 Техникалык және технологиялардын әдіспен тыгыздығы
жоғары
бетон
бұйымдары
мен
конструкцияларын
жасауда
камтамасыз еттг,
4 Конструкцияны коррозиядан тоскауылдау үшін арнаулы
материалдармен , сұйыктармен каптау, сылау, сіңіру тәсілдерін
колдану.
2.6 Кәсіпшіліктегі коррозияғя отгегінің рөлі
Оттегі әсерінен тотыгу реакциясы мұнай кэсіпшілік практикада
айтарлыкгай таралған. Ауадагы оттегі кұбырлар мен жабдықтардың
ішкі куыстарына ұнгымада болган жер асты және капиталдык жөндеу
процесінде, топтық өлшеу қондыргыларындагы (ТӨҚ), кысатын сорғы
станиияларындағы (ҚСС), мұнаи, газ жэне суды дайындау кұбырлары
мен қондырғыларындағы профилактикалык және жөндей жұмыс
кездерінде енуі мүмкін. Кысымды қыттайтын жүйелердің ұзақ
токтаусыз жұмыс кезінде (енуі мүмкін) оларға ауадағы оттектің
мөлшері көбірек болуы мүмкін.
Ен карқынды оТгектік коррозия суды қатка айдау жүйесінің
коммуникациялары мен жабдықтарында жэне агын суды пайдалану
жүйелерінде дамиды. Бұл жүйелерді окшауландыру коррозияны
төмендетудін айтарлыктай шарасы болып табылады. Оттекпен қатар
күкіргсутек болатын сулы орталардың коррозиялык тұргыдан
активтілігі көбірек болады.
...■- у ■■■Х-й
Қолданылатын металдар. Мұнай өндіру процестерінде кептеген
маркалы эр түрлі металдар, негізінен, болаттар мен шойындар
колданылады. Болатгың ГОСТ 1050-74 бойынша 0,8, 10; 15; 20; ГОСТ
380-71 бойынша Ст2; СтЗ; Ст4; маркалары: УМТУ 5232-55; 3613-53;
НД-1; НД-2; М12; МХТО маркалары колданылады. Төменкемірсутекті
болаттар кен колданыс табуда (резервуар, цестерна т.б.). Бұп болаттар
коррозияға тұрактылыгы бойынша кептірілген болаттармен шамамен
бірдей болады. [8]
54
II бөлім. 1. ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫСТАР
№1 Практикалық жұмыс
Металдарды коррозиядан металл каптағыштармен
қорғау
Металдар мен қорытпалардың ауаның, судың, қышқылдың,
сілтілердің жэне де басқа шартты жагдайлардың әсерінен химиялық
немесе электрохимиялық процестер арқылы мүжіліп бүзылуы немесе
олардың, коррозиясы деп атайды. Ал олардың осы электрохимиялық
немесе химиялық процестердің әсерінен химиялық қоспага аиналып
тотыгуын немесе тот басуын коррозия процестері деп атайд^і/Латын
55
• *
тіліне аударгандз «коррозия - бр ы л у. буліну, желшул деген
сөздер Әр турлі мегллдлрдыи коррозияга тозімдшіпн косымшанын Iтаблииасында корсетілген. Дунне жузінле жыл слйын бірнеше мыи
тониа корытпалар мен металдлрдаи жасллглн приборлар мен
Т ™
жане эо түрлі бұйымдар коррозия процестерінщ
Галдарынан тот басып шыгын болады. Егер 1920 жылга дейін металдар
мен корытпалардын коррозия процестер.нщ әсер.нен жойылатын
шығын мэні ондаган млн. Тонна болса, ал каз.рп кездеп шыгын мэн,
де айтарлыктай аз емес, ягни ол бүкіл жер койнауындагы рудадан
ажыратылып алынган металдардын жалпы көлем.нщ 10/о-на тең.
Мүндай шыгын саны үлкен комбинатта немесе заводта істеитін үлкен
кшшективтің өндірістік өнімі боска жойылатынымен пара-пар.
Металдан жасалган бөлшектер мен бүйымдар жэне эр түрлі
конструкциялық
жабдыктардын
оларды
коршаган
ортамен
әрекеттесуінің эсерінен бүзылу механизміне байланысты коррозия
процестері негізінде химиялык жэне электрохимиялык болып екіге
бөлінеді. [8]
Химиялык коррозия конструкциялық материалдардан жасалган
әр түрлі металдар мен бүйымдар жэне т. Б. Жабдыктардың ылғалсыз
бетінде оларды коршаған ортанын әсерінен пайда болады. Мысапы,
реактивті двигательдер, эр түрлі қыздырғыштар, тамак және баска
өнеркәсіптерде жиі пайдаланылатын аппаратуралар мен пештер
үшыраитынын
Ал конструкциялык материалдардан жасалған бұиымдар мен
жабдыктар бетінін ылғалдың және түрлі сұйыктардың (мысапы, әр
түрлі кышкылдар мен сілтілер, тұзды теңіз, өзен сулары т.б.) әсерінен
бұзылуын электро-химиялык коррозия деп атайды. Коррозиялык
процесс кезінде жүйеде бос энергия бөлініп, жүйе энергиясы
айтарлыктай кемуі мүмкін (Д2<0). Бұл кеміген энергияны изобаралык
потенциал деп атайды. Жүйедегі изобарапык потенциалдын әлдекалай
өзгеруі электрохимиялык процестердін жүруіне себеп болады, Ол
электродтык
мөлшерінің бір-бірінен айырмашылыгы айтарлыктай болуы керек,
ягни фа —фк , АЕ<0, ал Е>0. Мысалы, Дониель элементін алсак Е=фк
- Фа° = 0, 337- (-0,76) = 1,1В; Е>0, мүндагы Фк°, ф а° берілген
жағдайдагы катодтык немесе анодтык реакциялардың стандарт
потенциалдары.
Й
Мырыш пен темірді алайык (2п, Ғе). Егер осы металдардын
электродтык стандарт потенциалдарын салыстырсак. темір металы
(ф°Ғе/Ғе’+ =— 0,44В) мырыш металына (Ф °2п/2п2+ =— 0,76В)
карағанда берік катгы болып саналады. Бірак осы металдардын
---------------------
•
|
ш
■
111
*
*
•
т • • • • » «А /Ч О П / \ > і /> ■ ■
1• ■
1Т1 1 1 1 \ | ^ Ч / « / ^ I ^ І Т Д V I I 1 I I I Қ
-
« • ■ I ■/
/Ч ^ Л
IV* І 1 Д \ у * Ч / V/
т іг ~ м
П • Г* • « • ЛІ /-» V* •
■■ ■ ■ ■
56
»4 П
П*ГІ
I I /
■\
П А Х О І І І І І Ю П П С і П
■
^
қоррозиялық процестерін ылғалды ауада бақылаған кезде темір
пластинкасы біраз уақыт өткеннен кейін тотыққанын, ал
мырышталған екінші темір пластинкасы ешқандай өзгеріске
ұшырамайтынын байқаймыз. Себебі мырыш металының электродтық
потенциалы темірдің электродтық потенциалына қарағанда едәуір аз
(II қосымша ІІ.4-таблица). Осыған байланысты мырыш металының
активтігі темір металымен салыстырганда көбірек болады, сол
себептен ол өзінің электрондарын екінші темір металына тез беріп
біртіндеп тотығып бұзыла бастайды. Сондықтан мырыш металы
(мырыш қорғагыш қаптағышы) тотығып толық жойылып біткенше
темір пластинкасы тотықпайды. Конструкциялық металдардың
бетінде пайда болған тотықтану процестерінің езгеруіне және физикамеханикалық
қасиеттерінің ерекшеліктеріне
қарап,
олардың
коррозиялық ортамен әрекеттесу дэрежесіне байланысты коррозиялық
мүжілу процестері бірнеше түрге бөлінеді.
Металдарды коррозиядан қорғау. Көптеген өнеркэсіп пен
тұрмыс салаларында металдар мен қорытпалардан жасалган детальдар
мен бұйымдар, приборлар, аппараттар, машиналар жэне т.б. әр түрлі
жабдықгар коррозиялық процестердің әсерінен бүлініп, едәуір
шығынға соқтыратыны белгілі. Сол себептен олардың коррозиядан
бүлінуін ойдағыдай төмендету үшін негізінде мынандай қоргағыш
тәсілдер қолданылады.
1. Металл емес және металдық қорғағыш қаптағыштар. Мұнда
құрамында органикалық заттары бар металл емес қоргагыш
қаптағыштар (лак бояу және жоғарғы полимерлік қаптағыштар) және
құрамында органикалық затгары жоқ қорғағыш қаптағыштар
(металдық негіздік тотық, хромат және фосфат қабыршақтары),
сонымен қатар, әр түрі металдық қорғағыш қаптағыштар (металдардан
жасалған детальдар мен бұйымдарды диффузиялық, ыстық өңдеу,
химиялық, электрохимиялық және т.б. тәсіл-дермен жалату арқылы
алынған қаптағыштар) қарастырылады.
Қазіргі уақыттағы өндірістерде қолданылатын металл емес және
металдық қорғағыш қаптағыштардың қалыңдыгы, кебінесе он
ангстремнен бірнеше мм-ге дейін жетіп, әр түрлі болып келуі мүмкін.
2. Металдың коррозиялануын айтарлықтай төмендетіп немесе
мүлдем тоқтатып, химиялық қосылыстарды коррозиялық ортага қосып
өңдеу. Мысалы, қышқыл ерітінділерін нитрализациялау, бу жіберетін
дәу қазандарды оттексіздендіру, сұйық және газ бояулатқыштар
(ингибиторлар) қосу. Металдарды коррозиядан электрохимиялық
қорғау негізіне мынандай тәсілдер жатады: метапды қорғау; электрлік
дренажды пайдалану арқылы жылжымалы адасқан тактан қорғау.
Ф
57
3
Коррозияга төзімді
мегалдаи
жасалган
коногрукциалык
И
И
И І і І і Д И І
аркылы олардын коррозиялануыи
а в ™ л ы стй төмендету. Металдык конструкцнялык материалдардын
я п н а й ь Т к а с и е г т е р іи ед5уір жаксарту және де коррозияга тозімдшіпн
а о т г ы р у үшін оларга кебінесе легірлеуші химиялык элементтер
пайдаланьшады. Негізінде металдарды легірлетен кезде хром. никель,
марганец, кремш,й, кобальт, молибдеи жане т.6. лепрлеуш, элемеиттер
К0ЛТ М ^ д а р д ы н пассивтілігін пайдалаиу. Мысалы. хром, титли,
никель алюминий сиякты металяар ауада өздігінен пассивтік күйге
ауысып коррозиялык күйге беріктілік керсепп, лепрленген болаггар
сиякты таттанбайды. Кейбір металдарды белгілі мөлшерлік күкірт,
азот кышкылдары мен хромнын аниондары бар сұйыктардын
химиялык немесе элеюрохимиялык әдістерімен өндеп, оларды
коррозиЛ-а төзімді күйге келтіруге болады. Металдар мен
корытгіалардын пассивті күйге ауысканда олардың бетшде көб.несе
жұка
бүл кабатша коррозиялык процестерге ерекше кедергі көрсетш,
металдар мен корытпалардын коррозиялык ортанын әсерінен
бүлінуінен эжептэуір сактайды.
Коррозиядан коргагыш каптагыштарды электролитгік эдіспен
түсіру. Казіргі кезде техника мен өнеркәсіптердін көбінде
электролиттік эдіспен алынатын анодтык жэне катодтык коргағыш
каптағыштар кенінен колданылады. Электролиттік эдістін негізгі
мағынада оның бөлішектер мен бұйымдарды каптауга арналган
металдарынын
түз
ерітінділерінің
электролизінен
тұратыны.
Электролиз кемегімен коргагыш каптағыштар алу үшін бөлшектер мен
бүйымдарды катод-электрод ретінде, ал коррозиядан сактагыш металл
пластинкалары анод-электрод ретінде арнаулы алдын ала дайындалған
тұз ерітінділерінін сұйыктыгына батырылып, оларды тұракты ток
ретінде электр түзеткішінін жүйесіне косады. Бөлшектер мен
бұйымдарды немесе катод-электродтары электр тогынын теріс
пөлюсіне,
анод-электродтар
электр
тогының
оң
полюсіне
жалгастырылады. Бұп кездегі электролиз процесінін сандык
иондарынын жылжымалы кұбылыстары Фарадей занына багынады.
Фарадей формуласын колдана отырып, катод жэне анод-электродтарда
тұз ерітінділерінен бөлінген зат мелшерін немесе олардын зат
эквиваленті мен электролиз уакытын және ток күші мөлшерін
аныктауға болады.
58
Металдар мен қорытпалардан жасалған деталь бөлшектер мен
бұйымдардың
беттерінде
жалатылган
металдық
қорғағыш
қаптағыштар негізінде катодтық жэне анодтық қаптағыштар болып
екіге бөлінеді. Егер
болаттан
жасалган бөлшектермен бұйымдар
мырыш немесе алюминий металдарымен қапталса, бұп қаптағыштар
бұйымдарды коррозиядан анодтық қоргайды. Осы қаптағыштардың
ұсақ саңылаулары көп, тұгастыгы нашар, сапасыз болып келсе де
негізгі бұйымдар белгілі коррозиялық ортада мүжіліп ешқандай
бүлініске ұшырамайды. Себебі алюминий мен мырыш металының
стандарт потенциалы негізгі қоргалатын темір металының стандарт
потенциалымен салыстырғанда әлде қайда теріс, анағұрлым аз болып
келеді. Ал мұндай қаптағыштарды анодтық қаптагыиітар деп атайды.
Сондықган анодтық қаптағыштар темір металдары мен олардың
қоқытпаларынан
жасалған әр
түрлі
бұйымдарды
коррозия
процестерінен, сенімді, берік қорғайды. Егер де болаттан жасалған
детальдар мен бұйымдар қалайы немесе никель металдарымен
қапталса, бұл қаптағыштар негізгі бұйымдарды белгілі коррозиялық
ортада ұсақ-саңылаусыз, тұтастығы
сапалы
болып
келген
жағдайда ғана коррозиядан қорғай алады. Себебі қаптағыш ретінде
жалатылған металдың стандарт потенциалы негізгі қорғалатын темір
металының стандарт потенциалымен салыстырғанда айтарлықтай оң,
яғни едэуір көп болып келеді. Бұндай қаптағыштарды катодтық
қаптагыіитар деп атайды. Негізінде катодтық қаптагыштар болаттан
жасалған бұйымдарды коррозия процестерінен сенімді қорғамай,
олардың коррозиялық
ортамен әрекеттесіп .тотығып, бұзылуын
әжептәуір
үдетеді.
Сондықтан
катодтық
қаптағыштарды
өнеркэсіптерде негізгі қорғағыш қаптағыштар ретінде мүлдем аз
қолданады. [8]
Кейінгі кезде өнеркәсіптердің эр саласында электролиттік эдіс
көмегімен алынатын металдық қорғағыш қаптағыштарды бұйымдарды
коррозиялық ортадан қорғаумен қатар, оларға созымдылық, беріктілік,
қаттылық, электр өткізгіштік, сәнділік жэне т.б. көптеген физикамеханикалық қасиеттерін қосымша беру үшін кеңінен қолданады.
№2 Практикалықжұмыс
Металдар мен қорытпалардың коррозиясын сандық
тәсілдермен анықтау
Жалпы металл мен қорытпалардың коррозиялық процестерін
зерттегенде лабораториялық, эксплуатациялық, лабораториядан тыс
жэне т.б. әр түрлі сынау тәсілдері кеңінен қолданылады. Осы
59
тэсілдердін арасындагы сн карапайымы, онаиь, лаборатариялык сыиау
болып самалады. Бірак бул тэсілдіи өзд,пиш е б.раз ксм,ст,кгср,
бГлүы мүмкін. Себебі буйымдардын коррозияга тозімділіпи
лабораториялык жагдайларда зксплуатациялык жагдаига уксастырып,
пара-пар (бірдей) ету өте киыига түседі. Негізгаде металл меи
корытпалардын коррозия проиестеріи зертгеу « д іп н ш е саидык жаие
сапалык болып екігс бөлінеді.
Металл мен корытпалардын коррозия проиесін сандык зерттеу
тәсілі олардын агрессивті ортаның әсерінен өзгерілген механикалык.
электрохимиялык касиеттерінің сипатгамасын кам-тиды. Металдар мен
корытпалардын коррозия жылдамдыгынын сандык көрсеткіштерін
арнайы . реактивтерде аныктауға болады. Ал олардың сандык
көрсеткііитерін есептеп аныктау үшін дайындалган үлгілердің
салмактарын алдын' ала аналитикалык немесе техникалык эдіспен
елшеп алу кажет. Содан сон үлгілер спиртке буланган таза мактамен
сүртіліп, 30 минутка жуык уакыт арнайы реактивке батырылып
үсталады. Осы реактивке шамасы жарты сағат мерзімінде үсталган
үлгілер кайтадан ағын суға үш дүркін жуылып, кептіргіш шкафта
құрғатылады. Сонымен, металдар мен корытпялардын зрнаЙы
реактивтермен өзара әрекеттесуінін салдарынан олардьщ үстем немесе
жалпы кеміген салмактарын өлшеп, коррозия процесі жылдамдыгының
сандык көрсеткіштерін аныктауға болады.
Металл мен корытпалардың сапалық тэсілі олардың мынандай
сипатгамасын камтиды үн дыбысым сынау (себебі металдың
кристалдар аралыгындағы коррозиясы үн дыбысьі әуенінің естілу
уакытын айтарлыктай кемітеді), металдардың иілуі мен бүгілуін сынау
(кристалдар аралык коррозиясы
кейде
металдан жасалған
бұйымдардың морт бұзылуына немесе олардың беттерінде сызат
сынык пайда болуына әкеліп соғады). Сонымен бірге сапалЫк
тәсілдерге бұйымдарды онеркэсіптерде металдардан эр түрлі максатта
пайдалану жағдайларында пайда болатын микрожарылу процестбрін
аныктауға жиі колданылатын металлографиялык зерттеу жэне т.б.
эдістер жатады. Кейбір уакыттарда металдар мен корытпалардын
коррозия процестерін зертгегенде арнайы дайындалған үлгілердін
сырткы бетін жай көзбен аспаптар аркылы бакылау әдістері сандык
тәсілдердін ен бастысы болып табылады. Сонымен катар казіргі кезде
кенінеи колданылып отырган ең негізгі тэсілдердің бірі металл мен
корытпалардын коррозия
процесінен
бұрын
және коррозиялык
процестен үлгінін үгіліп бұзылганынан кейінгі ауырлык салмағынын
айырмашылыгын өлщеуіш аспаптарды пайдалану аркылы аныктау
болып отыр. Конструкциялык материалдардын коррозиялык ортамен
60
әрекеттесуінің өзгешелігіне және пайда болатын коррозия өнімінін
сипаттамасына байланысты зерттелуші үлгінің ауьтрлығы бастапкы
салмағымен салыстырғанда айтарлыктай жеңілдеуі немесе ауырлауы
мүмкін. Себебі металдар мен корытпапардың бетінде коррозиялык
процестер әсерінен тотык кабатгары пайда болады. Осы айырмашылык
салмакты аныктау кезінде алдын ала металдардың бетінде пайда
болған үстеме тотык кабаттарын зімпара қағазбен тыянакты сүртіп,
ағын суға үш дүркін жуып, тазапау керек. Егер осы жоғарыдағы
аталған әдістермен металдардьің бетіндегі тотык кабаттары ойдағыдай
тазаланбаса, оларды әр түрлі қышқылдар мен сілтілердін
ерітінділерімен өндеген жөн.
Металдар мен корытпалардын коррозиялык процесінің
жылдамдығы
К =А т/(5і).
(3)
формуласымен орнеістеледі,
мұндагы Я — сапмақ керсеткіші г/(м2-мин); Апт— үлгінін
коррозиялык процесінен кейінгі айырмашылық салмағы, г; 8— үлгі
бетінің ауданы, м ; / — сынау уакыты, мин. Үлгінін
коррозиялык
ортамен әрекеттесуінің салдарынан оның бетінде пайда болған
тотыкша кабаттарының айырмашылык (кеміген немесе үстеме)
салмағы
А т = Р0— Р|
(4)
теңдігімен анықталады,
мүндағы Р0 — реактивке батырылмай
тұрғандағы үлгінің негізгі салмағы; Рі— реактивке батырылып тотык
кабатшаларынан тазартылғаннан кейінгі үлгінің салмағы. Үлгінін
мүжілу терендігі көрсеткішінің мөлшерін коррозиялык процестін
жылдамдык формуласын пайдаланып есептеу ге болады:
-з
П=К/у( 1 0 )
(5)
мұндағы П — коррозиялық процесс тереңдігі көрсеткішінің
мөлшері, мм/жыл.; К — коррозия жылдамдыгы, г/м2 жыл ; у — үлгінің
тығыздыгы, г/см9. Металдар мен корытпалардың жалпы коррозияға
тезімдігін бағалау үшін негізінде 10 бапдык шкала колданылады (3кестеге караңыз).
3-кесте
Металдар мен корытпалардың жалпы коррозияға төзімдігін
61
Металдың коррозия
Жік (топ) ТӨЗІМДІЛІГІ
жылдамдыгы, мм/жыл
(беріктігі)
Толық төзімді
Аса, тым төзімді
Беріктігі өте жоғары
Беріктігі төмен
Төзімділігі аз
Төзімсіз (берік емес)
0,001 -ден аз
0,01—0,005 ;0,0050,0 1 0,01— 0405 ; 0,050,1
0,1—0,5; 0,5 1,0
1.0—5,0; 5,0— 10,0
10.0-нан жогары
Жұмыстың мақсаты.
. .
Металл мен қорытпалардың белгілі ортадағы коррозия процесінің
жылдамдығын сандық немесе сапалық тәсілдермен аныктап, оларға
қысқаша сипаггама беру.
Жүмысқа керект» жабдықтар, материалдар.
Электр пеші, көміртекті және легірленген болат металдарынан
жасалған үлгілер жинағы, фарфордан жасалған ыдыс, аналитикалық
таразы, штанген циркуль, макта, спирт, реактивтер.
Жұмысты орындау тәртібі.
1. Арнайы қышқылдармен өңделген жэне ажарланган үлгілердің
көлемін анықгаңыздар.
2. Дайындалған үлгілерді фарфордан жасалған ыдыска төсеп
салыңыздар.
в
3. Аналитикалық таразы арқылы фарфор ыдысы мен бірге
үлгілердің ауырлық салмағын аныктаңыздар.
^ г
4. Өлшенген үлгілерді кризистік жоғары температурада
қыздырылған электр пешінде есептелінген уақыт шамасы (30— 60 мин)
ұстаңыздар (электр пештің қыздыру кризистік температурасы
үлгілердің негізгі қүрамына байланысты болады).
5. Белгілі есептелінген уақыт қыздырылып ұсталған үлгіні
ыдысыпен бірге электр пешінен шығарып, оның салмағын өлшеуіш
аспаптармен анықтаңыздар.
6. Жоғары кризистік температурада белгілі уақыт қыздырудың
әсерінен үлгідегі кеміген немесе үстеме пайда болған салмактың (
Дгп=Р0-Рі; К=Дш/(5і)) көрсеткішін есептеп, нәтижесін төмендегі
кестеге енгізіңіздер.
Жұмыс туралы есеп беру
62
Орындалған жұмыстан алынған мәліметтердін
тапкылап, корытындысын толыктүсіндіріп жазыңыздар.
нәтижесін
Бакыляуға арнялған сүрактар
1. Металдардың коррозиясы дегеніміз не және олар не себептен
пайда болады?
2.
Металдардың
химиялык
және
электрохимиялык
коррозиясының механизмдерін түсіндіріңіздер.
3. Материалдардың жалпы коррозияга төзімділігін (төзімді, берік,
беріктігі кем, төзімсіз және т.б.). бағалау үшін кандай дәреже сандары
колданылады? [8]
№3 П рактикалық жумыс
Анодтык мырыш корғағыш каптағыштар
Мырыш — морт метапл, түсі акшыл-сұр, меншікті салмағы 7,2
г/см3, балку температурасы 419°С, Ф°2п/2п2+ =-0,76В. Мырыш
химиялық активті металл, ол эр түрлі кышкылдар мен сілтілерде женіл
мүжіліп, ерітіліп, сырткы түсі бұзылады. Су ерітінділері мен кышкыл
ауада мырыш металының сырткы жвілтыры кетіп, күңгірттенгендегі
себебі оның оды ортада коррозияға ұшырап, төзімсіз келгенін
көрсетеді. Жогарыда аталып кеткендей
Мырыш каптағыштарының коррозиялык үдемелі жылдамдығы,
мырыш металы капталған бүйымдардың іске асырылып, пайдалану
жағдай шарттарына тікелей байланысты. Мырыш корғағыш
каптағыштардың калыңдығы бұйымдарға кабылданған техникалык
жағдай шарттарымен белгіленеді.Қазіргі уакытта әр түрлі металдан
жасалған бұйымдардын іске асырылып, пайдаланылатын жағдай
шарттарына карай
ГОСТ бойынша бекітілген анодтык мырыш
корғағыш қаптағыштардың калындығы негізінде үшке бөлінеді. 1.
Жеңіл жағдай шарттарында пайдаланылатын бөлшектер мен бұйымдар
— 5 мкм. 2. Жоғарыдан төмен, орта жағдай шарттарында
пайдапанылатын детальдар мен бұйымдар (ылғалды ауа, ауылдык
жерлерде)— 15 мкм. 3. Жоғары қатаң жағдай шарттарында
пайдапанылатын детальдар мен бұйымдар (ылғалды теңіз ауасы,
өнеркәсіптік газдар мен кірленіп ластанатын атмосферада)— 30 мкм.
Ал жеке белгіленген арнаулы бұйымдарға анодтык мырыш корғағышы
каптағыштардың калындығының жоғарыда көрсетілген белгілі
шамалардан айтарлыктай айырмашылыгы бар: мысалы, сұйык заттар,
газдар сакталатын ыдыстарға, арнаулы ағатын түтікшелерге және т.б.
бүйымдарға жалатылатын корғағыш каптағыштар калыңдығы
63
шамамен__50 мкм. Негізінде анодтык мырыш коргагыш іаптагыштар
Гнеркасіптерде әр түрлі кышкьшдар ме» си п л ер ертн дш ер ж ,»
(с¥Е а р ь ш ь ,н ) электролнзін колдану аркнль, жузеге асырьшадь, [3]
Жүмыстыц мақсаты.
Әр түрлі металдар мен қорытпалардан жасалган бұйымдардын
бетіне мырыш сактағыш қаптагыштарды жалату жылдамдыгын, ток
шыгынын, қоргагыш қаптагыштарынын ұсақ т еск саньшауларын,
қарама-карсылық багытын жэне т. Б. Параметрлер.н анықгау
тәсілдерін білу.
керекті жабдыктар
Бұйымдарга мырыш қаптагыштарды жалату қондыргысы, кернеу
жэне ток өлшегіш аспаптар, мыс сымдары мен мырыш пластинкалары,
электр түзеткіші, реактивтер.
Жұмысты орындау тәртібі.
^
1. Штангенциркульдің көмегімен үлгі пластинкасы оетш 0,1 мм
дәлелдігімен есептеңіздер.
2. Үлгіні баска металдық қаптағыштармен жалату үшін оның
бетін алдын ала арнайы дайындық операцияларымен өңденіздер.
3. Арнайы кесіп алынған үлгіні анодтық мырыш қаптагыштармен
жалатудан бүрын оның бетін мынандай дайындық операцияларымен
өңдейді үлгінің бетін алдымен зімпара қағазымен тазалайды, содан соң
көмір қышқылының натрий тұзымен немесе ас тұзымен сүртілгеннен
кейін
_
-■‘‘чшт
3 дүркін агын су ваннасында жуып тазартады, 15%-тік Н:5 0 4, НСІ
қышқылдарының ерітінділерімен өңдейді.
^^
4. Аталган дайындық операцияларымен өңделген үлгіні
электролит қүйылган лабораториялық электролиздер ұстагышына
бекітіп
орнатыңыздар (бөлшектер
мен
бұйымдарга
мырыш
қаптагыштарды жалату лабораториялық қондыргысы 3 -суретте
корсетілген).
' ,
; "
64
3-сурет. Белшектер мен бұйымдарга мырыш каптағыштарды
жалату лабораториялык кондыргысы
5. Лабораториялық электролиздерін кернеу жэне ток күшін
өлшегіш аспаптарына жалгастырып, электр түзеткішін іске косканнан
кейін. кернеу реттегішін бүрау аркылы электролиздерге кезекті
есептелінген ток мөлшерін жіберіп, электролиз процесі басталған
уакытын белгіленіздер.
6. Үлгіге анодтық мырыш каптағыштарды электролизі процесінін
басталуынан белгілі есептелінген уакыты өткенкен кейін электр түзеу
жүйесін істен ажыратыңыздар.
7.
Анодтык
мырыш
каптагыштар
жалатылған
үлгіні
электролиздер үстағышынан босатып, ағын су ваннасында 3 дүркін
батырып, мүкият жуылғаннан кейін, сүзгі кағазымен кептірініздер.
Осындай электролиттік тәсілмен эр түрлі металдар мен корытпалардан
жасалған бөлшектер мен бүйымдарға баска металдык каптагыштар
жапатуга болады.
Қоргагыш кяптяғыштярдын үсак сяныляу-тесіктерін
аныктау.
65
Катодтык коргагыш каптағыштардын саньшау-тесіктерж аныкгау
сьнгалатьін үлгінін нндикатор-реактиатермен
химиалык
Г р е к т г е у н е иегіаделгеи. Реактиатін ен басты ком „оиенттер,
Г к ап тагы ш тар д ы и ұсак санылау-тесіктермен өтш, бершген
т ә с і л і
озиалык ортадан коргалатын мегалдын
езгермейтін боялған косылыстар түзед..
Іс жүз.нде коргагыш
каптагыштардың ұсак санылау-тесіктерм
аныктау »д,стер,„,н
жиынтыгы келесі техиологиялык операциялардан т*рады. Қалайы
Геталы капталган үлгіні майлы лас кірлеріиен тааартылыл, * ,н е ауада
кептірілгеннен кейін. онын бетінін үстше күрамында Ю г/л К [Ғе
15 г/л ЫаСІ реактивтері бар ерітіндіге батырылып, сүзг. кагазын
5 минут уақыт ұзакгыгына жапсырылады. Осы кезде калайы
қаптағыштардын ұсақ саңылауларында мынандай реакциянын
ЗҒе2++2[Ғе(С>0б]3'—►Ғе3[Ғе(СЫ)б]: себебінен сүзг. кагазында қоргагыш
каптағыштарынын ұсақ тесіктеріне сэйкес боялган көк нүкте
таңбалары пайда болады. Қаптағыштардың ұсак санылау-тес.ктер.нің
жалпы саны сүзгі қағазыңда пайда болган боялган көк нүкте
таңбаларының санына сәйкес келеді. Содан сон сүзгі кагазын үлг.н.ң
үстінен алып, қаптағыштың
1 см' көлеміндегі ұсақ саңьшаутесіктерінің жалпы санын есептеп,
алынган нәтижелерді кұрама
таблицаға енгізіңіздер.[4]
Қоргагыш қаптагыштардың карама-карсы лы қ белгісін
анықтау
Қорғағыш қаптагыштардың
қарама-карсылық белгісін табу
мақсатымен 3%-дық натрий-хлор сұйыгының ерітіндісіне белгілі
коррозиялық ортадан қорғайтын қаптагыштардың және коррозиядан
корғалатын негізгі металдың электродтық потенциалын аныктаңыздар.
Іс жүзінде қорғағыш қаптағыштартардың электродтық потенциалын
аныктау әдістерінің жиынтығы келесі технологиялык операциялардан
тұрады.
>
Ж ІЙ
3-суретте көрсетілген қондырғының ұстағышына (3) болаттан
жасаған үлгіні аныктап бекітіңіздер. Содан соң зерттелуші үлгіні
салыстырмалы хлор-күмісті электродпен бірге таза суға жуып, 3%-дык
№СІ ерітіндісі құйылған электролиздік ұяға (4) бағыттаңыздар. Электр
тізбегіне өте сезгіш ток өлшегіш (5) жэне кідірмелі кнопкасын (6)
жалгастырыңыздар. Содан соң зерттелуші пластинаның электродтык
потенциалын өлшеңіздер. Ол үшін электродтық потенциалын өлшегіш
кондырғының кідірмелі кнопкасын 5 секунд уақыт басып, ток күшш
өте сезгіш аспаптың көмегімен, оның стрелкасының ауытку бағытына
*
66
карай корғағыш каптағыштың карама-карсылык полярлык белгісін
аныктайды. Зерттелуші электродтық потенциалы ф = фсэ_фх
формуласымен өрнектеледі, мұндагы ф — зерттелуші электродтык
потенциал, Фс*э*
салыстырмалы электродтық потенциал^ фх __
зерттелуші электродтык потенциалдын салыстырмалы электродтык
потенциалга катысты магынасы. Мысалы, калайы корғағыш
каптағыштардын карама-карсылык полярлық белгісін, осы жогарыда
аталган жұмыс тәртібімен 3%-тік С2Н40 4 ерітіндісінде аныктауга
болады. Тәжірибеде алынган мәліметгердің нәтижесін кұрама
таблицага енгізіңіздер.
Коргагыш каптагыштардың негізгі металдын бетімен ілінісіп
ұстасуын аныктау. Әр түрлі қоргагыш каптагыштардың коррозиядан
коргалатын негізгі бұйымдардың бетімен ілінісіп үстасуын багалау
үшін практикада кенінен колданылатын* сапалык тэсілдердің бірі
«сызык тәсілі» болып саналады. Өнеркәсіптерде бүл сызык тэсілін
колдану былай жүзеге асырылады. Ұшкырланган аспап болатгарынан
жасалган күралдың үшымен коргагыш каптагыштың бетіне бір-бірімен
киылысатын 4— 6 тілік сызықтар жүргізу керек.
Тілік сызықтардың ара қашыктыгы шамамен Імм, ал терендігі
коргагыш каптагыштардың тереңдігімен бірдей. Егер киғаш сызыктар
киылысқан нүктесінде қаптагыштар катпарлануы пайда болмаса,
оларды канагаттандырарлық каптагыштар дейді. Ал егер де белгілі
сызыктар киылысқан нүктеде қоргағыш каптагыштардың катпарлануы
пайда болса, ондай каптағыштарды коррозия процестерінен коргай
алмайтын, канагаттанарлык емес каптагыштар деп санайды. Қоргагыш
каптагыштардың катпарлануын зерттеу үшін үлкейткіш шыны немесе
металлографиялык микроскоп пайдаланылуы мүмкін. Тәжірибеде
алынган мэліметтердің нэтижесін күрама таблицага енгізініздер.
Қорғяғыш каптағыштардын калыңдығын аныктау
Әр түрлі металдар мен корытпалардан жасалган бөлшектер мен
бүйымдарга жалатылган коргагыш каптагыштардың калындыгын
анықтау үшін практикада кеңінен колданылатын тәсілдердің бірі
«тамшы тәсілі» болып саналады. Дайындалган үлгінің бір бетінің
диагоналінің 3 нүктесінен каптагыштардын калындыгын (себебі
үлгінің екінші беті оның үсақ саңылау-тесіктерін аныктау үшін керек
болады) анықтап, арифметикалық орташа
санын табыныздар.
Алдымен корғағыш қаптагыштардың бетіне
реактивтің бірінші
тамшысын тамызып уақытын белгілеңіздер. Белгілі уакыт өткеннен
кейін сүзгі қағазымен бірінші тамшыны сүртіп, сол тамшы тамызылган
67
• ппнына пеактивтің жаңа екінші тамшысын тамызыңыздар.
нүктенің орньі
Р
^ өткеннен кейін сүзгі қагазымен сүртілуі
ІЯ
ҚапТағыівтардың кадындыгын осыдай негагі
корршаядан
керек. ^аім^
г
көшнгенше немесе контактылы мыстың
коргалатын м
г а й а ланады. Тамыаылган тамиіынын жалпы
„анда болғанына даип, к.
врне|гтеледі,
6> _ 6ір
формуласымен
өрнектеледі, мұндагы о,
тамшының капталган металмен
хнмнялык =,«кетгесуі сепебшен
тамшынын і ч ___ „ — „ ш и ш ы н калындыгы, « — тамшы саны.
қалындыгын
М ы о ы ш , ннкель
..
----- —
тамшы тәсілінін комегімен аныкгау ережес, мен колданылатьш
реактивтердін негізгі кұрамдары
томенде (3-кесте)
кврсетшген.
Беоілген үлгінін бір бегінің диагоналш т 3 нүктесінде жүргашген
е ш е м сандарынын арифмстикалык орташа нэтпжесш күрама
таблицага енгізіңіздер.[5]
:»г.
Жумыс туралы есеп беру
Лабораториялық жұмыстың жағдай шарттарын және сандык
мәліметтерін таблицаға
енгізіп,
оңың
нәтижес.н
талқылап,
қорытындысын т о л ы қ түсіндіріп жазыңыздар.
Бақылауға арналган сүрақтар
1. Мырыш металының стандарт потенциалы неге тең?
2. Мырыш металының негізгі физикалық, химиялық, механнкалық
қаснеттерін атаңыздар.
с .хғщц,
3. Анодтық қоргағыш қаптагыштар дегеніміз не?
4. Мырыш қоргагыш қаптагыштардың қара метагдарды
коррозиядан қоргау механизмін түсіндіріңіздер.
5. Мырыш қоргағыш қаптагыштар өнеркәсіптің қай салаларында
пайдаланылады?
.
|
6. Мырыштау электролиттерінің компоненттері қандай қызмет
атқарады?
7. Электролиз арқылы алынған анодтық мырыш қорғағыш
қаптагыштардың қүрылымына негізінде қандай факторлар әсер етеді?
8. Қандай қоспалар мырыштау электролиттерінде зиянды болып
саналады және де оларды электролиттерден қалай ажыратады?
1-кесте
'
.
68
Металдар мен корытпаларга эр түрлі катодтык және анодтык
корғагыштарды жалату жағдай шарттары мен олардын касиеттерінің
жалпы нәтижелері
ш
Жұмыстың нәтижесі
Бастапкы
Негізгі
мэліметтер
нәтижелер
Үлгінің бастапкы салмагы, г.
Үлгінің
коргагыш
каптагыштар
жалатылганнан
кейінгі салмагы, г________________
Тэжірибеде бөлінген таза
металдын салмагы, г
түрлі
бүйымдарга
коргагыш каптагыштар жалату
ережесі:
а) ток күші, А
б)кернеу күші, В
в)ток тыгыздыгы, А/см2
г)электролиттің
температурасы, °С
д)электролиз уакыты, мин.
Е) ток шыгыны, %
Қоргагыш
каптагыштың
калыңдыгы, мк
Үлгі бетінің 1 см2 көлеміндегі
үсак саңылау-тесіктерінің жалпы
саны.„________________
Катодтык
жэне
анодтык
коргагыш
каптағыштарының
карама карсы полярлык белгісі
№4 Пряктикялык жүмыс
Анодтык кядмий коргягыш кяптяғыштяр
69
Кадмий металы
бейІ!фет
сұйықтьіқтГр^мен негіздер ерітінділерінде коррозиялық процестерге
| И Н Е -Ш ІШ =
|Н И Й Ш Ш Н
байпаыысты негізгі «еталды коррозия процсстсршен аиодшк
каптагыштар ретінде кортауы муикм. Мысалы, клор жане ольфат
Г н із сулары) иондары бар ерітіндшерде кадмий метдлы тем,р
металдарын коррозиядаи анодтык каптатыштар рет.нде коргайды, Ал
кұрамында көміркышкыл таздары және 5 0 , коспадары бар
коррозиялык ортада кадмий металы темір металыи катодтык
қаптагыштар ретінде қоргайды сонымен, кадмий қаітгагыштардын
қоргагыш қасиеттері коррозиялық ортаның құрамына баиланысты
елеулі түрде өзгереді.[7]
.
Атмосфераның әсерінен кадмий металының бетінде құрамыңда
оның негізгі тұздары (Ссі804) бар коррозия сыртқы түсі аадылбұлыңгыр немесе қара-қоңыр, қалыңдыгы кейде >— 10 мкм-ге жететш
коррозия енімдері қапыптасуы мүмкін. Бұл коррозия өнімдерінің
қабыршағы, анодтық мырыш қорғағыш қаптагыштардың бетіндегі
пайда болған қабыктар сиякты коррозия процестерін айтарльіктаи
тежейді. Бірақ кадмий металдарының бетіндегі өнеркәсіптер
газдарымен
( 8 О2, 8 О3). Қаныққан ауаның әсерінен кдлыптасқан
коррозия өнімдері қабыршақтарының қоргағыш
қасиетгерінің
төзімділігі
мырыш
қорғағыш
қабықтарының
төзімділігімен
салыстырғанда анағұрлым аз. Бұл жагдайларда кадмий металы
катодқа, ал темір металы анодқа айналады. Сол себептен кадмий
металы негізгі темір металын белгілі коррозиялық ортадан берік
электрохимиялық қаптағыштар ретінде қорғай алмайды.
Кадмий
металы құрамында күкірт қосылыстары, олифа, әр түрлі майлайтын
және жанатын бензин және т. Б. Материалдармен, сонымен қатар газ
тәрізді
өнімдерді
шығарып бөлетін бөлшектермен және
бұйымдармен жанасып
қосылған уақытта бүлініп тез коррозияга
ұшырамайды. Кадмий қаптағыштары мырыш қаптағыштарына
қарағанда теңіз атмосферасының шарт жагдайларының коррозиялык
орталықтарына өте, төзімді келеді. Сондыктан кадмий қорғағыш
қаптағыштар көбінесе кеме құрылыстарын коррозия процестерінен
қорғау үшін жиі пайдаланылады. Кадмий металынын коррозия
өнімдерінен уландырғыш заттар бөлінетін болгандыктан, оның
70
корғагыш каптағыштары үй тұрмысында жэне тамак енеркэсіптерінде
пайдаланылмайды. Қорғағыш каптағыштарды таңдаған кезде кадмий
метапынын цинк металына карағанда 50 есе қымбат екенін
ескеру керек. Осыған байланысты оны тек өнеркәсіптердін аса
манызды салаларында ғана пайдалану қажет. Сонымен бірғе онын
созымталдылығы мен электр өткізгіштігінің едәуір жоғарылыгына
байланысты, кадмий қоргағыш қаптағыштар
ою-өрнек салынған
жэне электрлі контакт детальдарын дайындап, оларды эр түрлі
коррозиялык ортадан коргау үшін кеңінен қолданылады.
Кадмий
корғағыш
каптағыштарға
коиылған
талаптарға
байланысты оның сырткы түсін кейде химиялық өңдеу аркылы эр түрлі
бояйды. Бояуға арналған ерітіндінің күрамы мынандай, г/л: хром
ангидриді — 150, күкірт қышкылы —4; температурасы — 15— 20°С,
уакыты
10 15 с. Боялғаннан кейінгі кадмий каптағыштардын
сырткы бетінде алтын сары түстен сары-көк күбылмалы эр-алуан түсті
болып келген жұқа кабаттар калыптасады. Сонымен катар,
өнеркэсіптін кейбір салаларында кадмий корғағыш каптағыштардың
коррозиялық төзімділігін елеулі арттыру үшін олардың беттері
фосфаттандырылады.
Кадмий
корғағыш
қаптагыштарды
фосфаттандыру үшін өнеркәсіптерде кеңінен пайдаланылатын
электролиттердің күрамы мынандай компоненттерден тұрады; г/л:
2п(Ы03)г— 10— 20, 2п(Н2Р04)— 8— 12, Ва (N0^2— 30— 40, 1—75—
85°С, өңдеу уақыты — 3— 10 мин. Болат металдарынан жасалған
бұйымдар мен детальдарга кадмий корғагыш каптагыштарды жалату
үшін өнеркэсіптерде күкірт кышкылы аниондары бар борфторлы,
пирофосфатты, цианды және аммиак тұздардан түзілген комплексті
қосылыстар электролиттері кеңінен колданылады. Қазіргі уакыгга
өнеркэсіптерде кұрамында күкірт кышкылы жэне аммиактар
тұздарынан түзілген электролиттер кеңінен колданылып отыр.
Арнаулы әдебиеттер мен таблицаларда көрсетілген электролитгер
кұрамы мен электролиз процестерінің ережелерін пайдаланып,
болатган жа-салған жай жэне күрделі детальдар мен бұйымдардың
бетгерін коргағыш каптагыштармен жалатуға болады.
Жұмыстын мяксяты.
Әр түрлі белшектерге кадмий каптағыштарды жалату жэне
олардын белгілі берілген коррозиялык ортада төзімділік касиеттерін
білу.
Жұмыска керекті жябдыктар, мятериялдяр.
71
Й1
мен бұйымдарга хром қаптағыштарды жалату
гы электр тізбегін жинауға арналган мыс сымдары, кернеу
Ш
р
Ш
р
#
э
л
е
к
т
р
Щ
ж
к
а
д
и
и
й
металынын пластинкалары.
Жұмысты орындау тәртібі
мәлшеттерді
пункттеріне
жұмыстык
каямий
БоТет
М ь ш д а р га
____ ___
^ягяай шагптаоьж және по
процестерді
______ I I
| В
жүрі иіл*м
к -п п га ғЫ Ш
жүргізу
Ка
------------ *
ережелерінің
кейбір
,
ерекшел.ктер,
______________
окытушының жалпы
тапсырмасы бойынша орындалады.
Жұмыс туралы есеп беру
Орындалған лабораториялык жұмыстын жағдай шарттарын, онын
мәліметтерінін нәтижесін талқылап, қорытындысын түсшдфш
жазыныздар.
Бақылауға арналған сұрактар
1. Анодтық кадмий қорғағыш каптағыштардын өнеркәсіптердт
кандай салапарында пайдаланылатынын атаңыздар.
2. Кадмий металының стандарт электродтық потенциалы неге
тең?
___
3. Кадмий металының физикалык, химиялық, технологиялык,
механикалық қасиетгерін атаңыздар.
4. Кадмий қоргағыш каптағыштардың
коррозиядан қорғау механизмін түсіндіріңіздер.
электролиттерінің
қара
металдарды
атқарады?
№ 5 Практикалық жүмыс
Катодтық қалайы қорғағьіш қаптағыш тар
Қалайы — айтарлыктай созылғыш, химиялық төзімді, ылғалды
ауада тотықпайтын, дегенмен
концентрациялы
сштіпер мен
органикалық және минералдық
күкірт, тұз
қышқылдарынын
ерітінділерінде тот басып, коррозияның әсерінен едәуір бұзылатын
металл. Сонымен бірге қалайы металын азот жэне күкірт
кышкылдарының сұйықгары бірқатар мөлшерде ерітеді. Қалайы
күміс тәрізді, ақ жылтыр металл, меншікті салмағы 7.3 г/см , балку
температурасы — 232°С; 18°С-ге дейін төмендеген кезде ақ түсті
72
қалайы сұр түске айналып, майдаланып уатылады. Қалайының бүл
қасиетін
«қалайы опасы» деп атайды. Қалайының стандарт
электродтық потенциалы ф0зп/5п2+=“0,14 В, темірдің
стандарт
потенциалына
қарағанда
әлдеқайда
оң болады. Сол себептен
қалайы металы темірді коррозиядан катодтық қорғағыш қаптағыштар
ретінде
қорғайды.
Қалайы
металының
қосылыстары
адам
денсаулығына зияны жоқ және ол табиғи суларда, тамақ өндірілетін
орталарда коррозияға өте берік. Сонымен қатар, тамак өндірілетін
орталарда болатын органикалық қышқылдармен қалайы
металы
комплексті
қосылыстар түзетіндіктен, 2 валентті қалайы ионының
активтігі азайып, оның электродтық потенциалы елеулі түрде теріс
маҒынасында болуы мүмкін, сондықган қалайы металы темір
метапдарын
тамақ енеркәсіптерінде анодтық қорғағышы
қаптағыштар ретінде қорғайды. Осыған байланысты қазіргі уақытта
қалайы қаптагыштар негізінде тамақ және әсіресе консерв
өнеркәсіптерінде кеңінен қолданылып отыр. Сонымен бірге,
қалайының ең басты қасиеттерінің бірі — ол дәнекерлеуге де өте
ықпалды металл. Осыған байланысты негізінен қалайыдан қүралган
қорытпалар радио-техникалық приборлар мен аппараттардығы эр түрлі
детальдарын қаптап жалатуға жиі пайдаланылады.[8]
Қалайы қорғағыш қабаттар негізгі қорғалатын металдарды (ор
түрлі металдардан жасалған детальдар мен бүйымдарды) коррозиялық
ортадан көбінесе 2 түрде механикалық немесе электрохимиялық
қорғағыш қаптағыштар ретінде қорғай алады. Егер қалайы
қаптағыштардың қасиеті жоғары сапапы болса, осы қорғағыш қабаттар
болаттан жасалған негізгі қорғалатын бөлшектер мен бүйымдарды
коррозия процестерінен механикалық қорғап, оларға төзімді берік
болып келуі мүмкін. Егер коррозия процестерінен қорғалатын
металдың
электродтық
потенциалы
қорғағыш
қаптағыштың
электродтық потенциалымен салыстырғанда әлдеқайда оң болып келсе
(мысалы коррозиядан қорғалатын бүйымдар мыс металынан жасалса),
бұл жағдайларда қалайы қорғағыш қабаттары негізгі қорғалатын
бөлшектер
мен бұйымдарды коррозиялық бәліну процестерінен
электрохимиялық корғап, оларға өте тезімді болып келеді. Арнайы
белгіленген бұйымдар мен детальдарға қалайы қорғағыш қабаттардың
қалыңдығы мемлекеттік стандарт бойынша мынандай шамамен
ұсынылады:
1)
консерві
өнеркәсібіндегі
пайдаланылатын
қаңылтырларына— 1,5— 2,5 мкм; 2) азық-түлік (тамақ) сақтауда жэне
дайындауда— 10— 25 мкм; 3) радиотехникапық өнеркәсіптерде
пайдаланылатын бөлшектер мен бұйымдарға— 10— 15 мкм; 4)
резинатехникапық өнеркәсіптерінде жиі пайдаланылатын изоляциялық
73
пезина кабель кабаггарын күкірт және т.б. газдарынын әсер.нен коргау
резина каоел
Өнеркэсіптерде
калаиь.
катодтык корғағыш
үшш
жалату үшін негізінде эр түрлі кышкылдар мен
сЬттілер ерЖнділеріиін (сұВьсш даарынык) электролнзін колдану
аркылы жүзеге асырылады.
;- Щ |^
Жлмыстын максаты.
.
Болат металдарынан жасалған эр түрл. бөлшектер мен
бүйымдарға катодтык калайы коргағыш каптагыштарды жалату
жылдамдығын, электролиз уакытын ток шыгынын, корғағыш
каптағыштардын ұсак тесік-саңылауларын, карама-карсылык полярлык
бағытын және т.б. технологиялық параметрлерін аныктау тәсілдерін
білу. Катодтык калайы корғағыш каптағыштардың коррозияға
төзімділік қасиеттерін аныктау әдістерімен танысу.
Жұмыска керекті жабдыктар, материалдар.
Бөлшектер мен бұйымдарға калайы қаптағыштарды жапату
коидыргысы, ток және кернеу өлшегіш аспаптары, мыс сымдары мен
калайы пластинкалары, электролиздік ванна, электр түзеткіші,
реактивтер.
,
^
Жұмысты орындау тәртібі.
Жалпы орындау тэртібі тэжірибеде алынған мәліметтерді есептеу
методикасы жұмыстың шарт жағдайлары мен процесті жүргізу
ережелерінін кейбір ерекшеліктері окытушынын тапсырмасы бойынша
алынады.
Жұмыс туралы есеп беру
Орындалган
лабораториялык
жұмыстың
жалпы
жағдай
шарттарын, оның нәтижесін талкылап, қорытындысын түсіндіріп
жазыныздар.
ЩВШШ^^Ш
Бакыляуға арналған сүрактар
1. Қалайы металының ең басты химиялық, технологиялык,
механикалык, физикалык қасиеттерін атаныздар.
2. Аллогропиялык өзгерістер дегеніміз не? Қалайы металынын
кандай аллотропиялык түрлерін білесіздер?
3. Катодтык калайы корғағыш каптағыштарды электролиттік
эдісгіен жалату негізі неде?
, ^
4. Бұйымдарды корғағыш каптағыштарды жалатудан бұрын,
олардың беттерін алдын ала қандай эдістермен өңдейді?
5. Қалайы металының стандарт потенциалы неге тең?
I
74
6 . Тамақ өнер-кәсібінде қалайы металы не себептен коргагыш
қаптағыштардың жұқа қабатшасы ретінде қолданылады?
7. Қалайы металы тамақ өндіретін өнеркәсіптерде жиі
қолданылатын органикалық қышқылдармен қандай қосылыстар түзеді?
8 . Бұйымдарға жалатылған қалайы қаптагыштарының қалыңдыгы
белгілі ГОСТ бойынша қандай шамамен ұсынылады?
№ 6 Практикалық жұмыс
Катодтық қорғасын қорғағыш қаптағыштар
Қорғасын металының стандарт электродтық потенциалы ср° Ю
һ/&ь2ч=0,126
В)
темірдің
стандарт
электродтық
потенциалымен
салыстырғанда елеулі оң болады. Осыған байланысты қорғасын
металы темірді коррозиядан катодтық қорғағыш қаптағыштар ретінде
қорғайды. Катодтық қорғасын қорғағыш қаптағыштардың практикада
пайдалануы оның физикалық қасиеттеріне байланысты белгіленеді.
Дегенмен қорғасын катодтық қорғағыш қаптағыштар қалайы қорғағыш
қаптағыштармен салыстырғанда өнеркәсіп салаларында қазіргі кезде
айтарлықтай кеңінен қолданылмайды. Себебі іс.жүзінде катодтық
қоргағыш қаптағыштар басқа қорғағыш қаптағыштарға қарағанда
үлкен
қалыңдықта
қолданылады.
Кейбір
жағдайларда
бұл
қаптағыштардың жалпы қалыңдығы 5,1 мм-ге дейін жетуі мүмкін.
Қоргасын металы қышқылдар сұйыгында өте төзімді келеді.
Мысалы, күкірт қышқылдарымен химиялық әрекеттесіп, өзінің бетінде
күкіртті қорғасын тұздарын түзіп, күкірт қышқылдарының газдары бар
белгілі коррозиялық ортада метапды ойдағыдай қорғай алады. Егер
қорғасын металы шоғырланған қышқылдармен жоғары температурада
(1>200°С) жэне тұз қышқылдарымен едэуір үдете әрекеттесіп, мүжіліп
тез коррозияға ұшырайды, ал сұйытылған тұз және күкірт
қышқылдарында, сонымен бірге олардың ерітінділерінде коррозияға
өте төзімді келеді. Әдетгегі бөлме температурасында қорғасын металы
хлор газына өте төзімді, ал фтор газына төзімсіз келіп, оның әсерінен
елеулі мүжіліп, коррозия процестерінің әсерінен айтарлықтай бүлінеді.
Сонымен қатар, қорғасын металының кейбір ерекшелік қасиеттері бар.
Мысалы, электролиттік тэсіл көмегімен қорғасынның химиялық
қасиеттері техникалық қорғасынның қасиеттерімен салыстырғанда
белгілі берілген коррозиялық орталарда едәуір жоғары болып келеді.
Осындай ерекшелік қасиеттеріне байланысты қорғасын қорғағыш
қаптағыштар кейбір өндірісте кеңінен қолданылады. Мысалы, соғыс
өнеркәсіптерінде химиялық снарядтардың ішкі беттерін қорғасынмен
жалату, уландырғыш заттардың және т.б. қару-жарақ бұйымдарынЬің
75
^оіхтпігін
аоттыру
үшін
пайдалынады.
«
і
Ш
І
І
і
■
Щ
металдары)
салыстырганда
темір
миальш ен
Қорғасын
■
ш
интсрмсгалдык
косьнш>ілар түзбейді. Сондыкіан болат металдарынан *асалган
бөлшектер мен буйымдарды балкытылған коргасынга батырганда
„сы екі ТҮРЛІ металдын аралыгында ешкандаи баиланыс і л ш болмаи,
болат бұйымдарынын бетінен коргасын металы тамшы ретшде агып
түселі Егер балкытылган коргасыига косымша аз мөлшерде
м еталдарды н
компонентгерін (мысалы калайы иемесе сурьма
металдарын) косса, жоғарыда аталган ерекшелік кұбылыстар мүлдем
жойылуы мүмкін. Ал калайы, сурьма жэне т.б. металдар балқытылған
күйіндеболат металдарынан жасалған бұйымдармен интерметалдык
қосындылар түзеді. Қазіргі уақытгағы өнеркэсіптердеп эр түрлі
тәсілдердін көмегімен айырып алынатын корғасын корытпалары
онын осы жоғарыдағы аталған ен басты қасиеттершің, біріне
негізделген. Осы негізгі касиеттеріне байланысты қорғасын металы
баска металдармен балқытылған күйінде әр түрлі эвтектикалык
коспалар түзуі мүмкін (эвтектика латын тілінен аударғанда жақсы
қүралған деген сөз). Бүл бірқатар эвтектикалық косіталар басқа
металдардың компоненттерімен әралуан мөлшерде косылып және эр
түрлі температураларда күрастырылады. Мысалы, практикада көп
пайдаланылатын
РЬ
+3п
корытпалары
бөлмелік
калыпты
температурада кристалданған кезінде калайы мөлшері 2 %-га дейін, ал
егер кристалдану температурасын 150°С-ге дейін өзгертсек, корытпа
күрамындағы калайы
металының мөлшері 18%-га деиін ерітіледі.
Негізінде
корғасын корытпалар және олардан жасапған катодтык
қорғағыш қаптағыштар өнеркәсіптердін көбінде балқытылған металға
алдын-ала дайындалган бүйымдарды батыру (ыстыктай балкытып
өндеу) және тозандату немесе электролит әдістерімен айырып алыну
арқылы іске асырылады. Практикада катодтык коргасын каптагыштар
көбінесе жабық аспаптар (азтоклав), калақшалар (пропеллерлер), эр
түрлі қүралдар жэне тоңазыткыштар қондыргаларының арматурасын
жэне т. Б. Бүйымдардың белгілі коррозиялык орталардан эр түрлі
салаларында кеңінен қолданылуда. [3]
Жүмыстың мақсатьь
Металдан жасалган бүйымдарды коррозиядан коргау үшін
олардың бетіне катодтық корғасын коргағыш қаптагыштар жалат>;.
Қорғасын *металымен капталган бөліктердің эр түрлі коррозиялык
орталарға шы,дамдылык касиеттерін аныктау жэне олардың коррозия
процестерінде тотқа төзімділік дәрежесін багапау.
" "
76
Жұмысқа керекті жабдықтар, материалдар.
Қатодтық қорғасын қаптағыштарды жалату
қондыргысы,
электролиттік ванна, электролиттерді алдын ала дайындауға арналған
реактивтер, электр тізбегінің мыс сымдары, электр түзеткіші, кернеу
жэне ток өлшегіш аспаптар, металл пластинкалары.
I
Жүмысты орындау тәртібі.
Бұйымдардың
бетіне
катодтық
қорғасын
■қорғағыш
қаптағыштарды жалату жағдай шарттарын және қорғасындау процесін
жүргізу ережелерінің кейбір ерекшеліктері оқытушының жалпы
тапсырмасы бойынша алынады.
Ал жалпы орындау тәртібі мен
тәжірибеде алынған мәліметтерді есептеу методикасы
Жұмыс туралы есеп беру
Орындалған
лабораториялық
жұмыстың
жалпы
жағдай
шарттарын, оның мәліметтерінің нәтижесін талқылап, қорытындысын
түсіндіріп жазыңыздар.
Бақылауға арналған сұрақтар
1. Қорғасын металының ең басты химиялық, технологиялық,
физикалық, механикалық қасиеттерін атаңыздар.
2. Ток тығыздығы дегеніміз не?
3. Өнеркэсіптердегі қорғасын қорытпаларын айырып алу
әдістерінің негізгі тәсілдерін атаңыздар.
4. Катодтық қорғасын қорғағыш қаптағыштарды жалату
қондырғысының негізгі бөліктерін атаңыздар.
5. Қорғасын металының стандарт электродтық потенциалы неге
тең? 6 . Қорғасын металы күкірт қышқылының ерітінділерінде не
себептен бүзылып, мүжілмейді?
7.
Катодтық қорғасын қорғағыш қаптағыштар өнеркәсіптің қай
салаларында көбірек пайдаланылады?
ш
ш
і
*
№ 7 Практикалықжұмыс
Көп қатпарлы қорғағыш қаптағыштар
Никель — ақшыл, күміс тәрізді өте қатты, жылтыр, айтарлыктай
созылғыш, майысқақ металл. Меншікті салмағы 8,2 г/см , балқу
температурасы 458°С. Никель корғағыш қаптағыштардың микро
қаттылығы 200— 300 кг/мм2. Ал никель металының стандарт
электродтық потенциалы (ф°мілмі2+ =-0,250 В), темірдің стандарт
электродтық потенциалымен (ф° ге/Ғез+ =-0,440 В) салыстырғанда
77
элдекайда он болады. Сондықган никель металы болагган жасалган
буйьімдарды белгілі коррозиялык орталардан катодтык каптагыштар
петінде ғана корғайды. Никель корғағыш. каптағыштар жалатылган
б^йымдар кызулық әдіспен өнделсе, олардын бетш.н микрокатгьшыгы
эжептәүір өсіг», сэнді хром корғағыш кабаггағыштардын каггылығына
дейін арттырылады. Катодтык никель корғағыш каптағыштарды
жылтыраткыш пастамен өндеп, онын сыртқы бетін жарқыратып,
ойдағыдай сәнділік беріп, эсемдеуге болады.
Ал осындай •өндеу операцияларынан өткен катодтык никель
коЬғағыш каптағыштар ауада жэне баска коррозиялық орталарда
күнгірттеніп бұзылмай, өзінін сырткы әсемдіғін көп уакытқа дейін
сактап төзімді келеді. Өнеркәсіпте қолданылатын эр түрлі
бұйымдардын эсемділігін артгыру үшін негізінде никель корғагыш
каптағыштар жиі колданылады. Бірак болаттан жасалған бұйымдарды
катодтык никель каптағыштар ұсак санылаусыз, сапалы, біртүсті
болып жалатылса ғана, оларды эр түрлі коррозиялык процестер
эсерінен ойдагыдаи корғаи алады. Сол себептерден практикада никсль
каптағыштар тек сэндік үшін ғана пайдаланылып, немесе кеибір шарт
жағдайларында мыс қаптауларының үстінс жалатылып, қосымша
каптағыштар ретінде жиі колданылуы мүмкін. Сонда болаттан
жасалған бұйымдарды коррозиядан ойдағыдай табысты қорғау үшін
практикада алма-кезек ауыстырылған бірнеше металл кабаттарын
жалату жиі-жиі колданылады. Осындай бірнеше катарлы металл
каптағыштарынын ұсақ саңылаулары мен тесіктері біртектес болып
тура келмейді.
Сондыктан
көп
қатпарлы
мыс-никель-хром
каптағыштар эр түрлі бұйымдарды коррозиядан тыянакты корғайды.
Сонымен қатар, көп катпарлы қаптағыштарды колдану тәсілі арзан
мыс металдарын колданып, кымбат никельдін меншікті салмағынын
шығынын эадеқалай арзандатуға
мүмкіндік
береді.
Никель
каптағыштар мен көп металды (мысалы Си, Ыі5 Сг) каптағыштардын
жалпы қалындығы мемлекеттік стандарт бойынша белгіленеді. [2 ]
Біркатар химиялык өндірістерде металдан жасалған кейбір
бұйымдарды және,аппараттар детальдарын жалпы тоттанудан коргау
үшін, сонымен қатар оларға түрлі сәнділік, эсемдік беру үшін, мыс
металын астыңғы қабаттар ретінде колданбай, калың никель
каптагыштар жалату (никель каптағыштарының калындыгы— 0,2— 0,3
мм) жиі пайдаланылуда. Катодтық никель корғагыш каптағыштар
никель металының ерекшелік касиеттерінің бірі — олардын көтерінкі
каттылығы мен өте жоғарғы бекемділігіне байланысты тагы баска да
енеркәсіптерде кеңінен колданылып, іске асырылуда. Мысалы,
баспахана өндірісінде металдан жасалған аспап калыбын жэне баспа
78
форманың кешірмесін дайындайтын полиграфиялық процестерде мыс
матрицасын никельдеу, патефон пластинкасын әзірлеп дайындауда
және басқа жауапты детальдар мен бұйымдар жасау операцияларында
жиі қолданылуда. Никель қаптагыштар көбінесе машина жасау
өндірістерінде өлшеуіш құрал аспаптарын, әсіресе, құргақ үйкеліс
шарт жагдайларында пайдаланылатын бөлшек саймандарын жасауда
пайдаланылады. Сонымен қатар никель металының тагы бір ерекшелігі
—ол құргақ ауада тотыгып бұзылмайды, міне осы қасиетін иеленіп
көптеген өндірістерде, мысалы автомобилъ бөлшектері, химиялық
аппаратуралар, оптикалық приборлар, үйге қажетті затцдр жасау жэне
тагы басқа өндіріс салаларында қолданылатын бұйымдар катодтық
никель қоргағыш қаптағыштармен жалатылады;
В
1
Жұмыстың мақсаты.
Әр түрлі бөлшектерге көп қатпарлы катодтық қорғағыш
қаптағыштар жалатумен жэне олардың белгілі коррозиялық орталарда
төзімділік қасиеттерімен танысу.
Жұмысқа керекті жабдықтар, материалдар.
Көп қатпарлы қаптағыштарды жалату қондырғылары, кернеу
және ток өлшегіш аспаптар, электр тізбегін жинайтын мыс сымдары,
никельдеу, мыстау, хромдау электролиттерін дайындауға арналған
реактивтер, электролиздік ванна, электр түзеткіші, қорғасын, мыс жэне
никель металдарының пластинкалары.
Жұмысты орындау тәртібі.
Жұмысты орындау тэртібі мен тәжірибеде алынған мәліметтерді
есептеу ережесі
Болат металдарының беттеріне көп қатпарлы қорғагыш
қаптағыштар жалату (мыс металын жалату, никельдеу, хромдау)
жағдай шарттарының жэне процестерді жүргізу ережелерінің кейбір
ерекшеліктері оқытушының тапсырмасы бойынша алынады.
Жұмыс туралы есеп беру
4
Орындалган жұмыстың жалпы жағдай шарттарын,
мәліметтерінің нәтижесін талқылап, қорытынды жазыңыздар*.
Бақылауға арналған сұрақтар
79
оның
1
Никель
мыс, хром металдарынын ен басты химиялык,
механикалык, физикалык касиегтерш атаңыздар.
ТеХНГ н Г л ь мысметалдарынынстандарт потенцналынегетен?
1 Катодтык каптағыштар дегеніміз не.
4
Кейбір бұйымдардын бетіне не максатпен көп катпарлы
КаПТ к ^ Рка™арты^аптағь.штар өнеркэсіптердін қай салаларь.нда
квбірек п а ^ а н ь ш а д ы ^ ь , кандай „егізгі үгьшдардын (ток куаты, ток
күші жэне т.б.) аныктамаларын білесіздер?
7. Тұз және кышкыл ерітінділерінін электролизі дегеніміз не? Ол
қандай жағдайларда жиі колданылады?
%
№8 Практикалык жұмыс
Түсті металдарды оксидтеу
Казіргі кезде өндірістерде кенінен колданылатын түсті металдар
алюминий, магний жэне мыс металдары мен олардың қорытпалары.
Бұл металдар табиғатга көп таралған, жоғары температураға төзімді,
бірак кейбір пайдаланатын коррозиялық орталарда сыртқы беттері
күнгірттеніп бүлінеді. Сол себептерден берілген коррозиялық
орталарда тезімділігін артгыру үшін олардын беттерін баска металмен
қаптау процестері жиі қолданылады. Белгілі түсті металдардан немесе
олардын корытпаларынан жасалган бұйымдардың сыртқы беттеріне
жасанды түрде немесе үстеме каптағыштар түзу жэне әсемдеу,
сонымен катар коррозиялык төзімділігін ойдағыдай арттыру
процестерін оксидтеу деп атаймыз. [7]
Түсті металдарды немесе олардың қорытпаларын химиялык
әдіспен оксидтеу. Алюминий — күміс тэрізді ақ металл, өте майысқак,
кысым және кесу аркылы жаксы өнделетін металл. Ток пен жылуды
жаксы өткізетін металл, балку температурдсы -+660°С. Алюминий
металы ауада төзімді, себебі сырткы бетінде ауамен әрекеттесуінін
салдарынан коррозияға беріктігі жоғары өте жұқа оксид қабаты
түзіледі. Осы жүқа оксид кабатын тотыктырып, оның коррозияға
төзімділігін арттыру үшін қазіргі кездегі өнеркэсіптерде кеңінен
қолданылатын әдістердін бірі түсті металдар мен олардың
корытпалары оксидтеу процестері болып саналады. Алюминий немесе
ол&рдын корытпаларынан жасалған бұйымдарды электрохимиялык
анодтык жэне химиялык эдістермен өндеп оксидтеуге болады. Біз бұл
жұмыста тек химиялыік эдістермен оксидтеу процестерімен ғана
танысамыз. Алюминий жэие олардың корытпаларын химиялык
Ф
80
и
әдістермен өндеп, сыртқы беттеріне үстеме қаптағыштар түзу, содан
соң әр түрлі лактар жалату процесін қолданып, түсті' металдан
жасалған бұйымдардың коррозиялықтезімділігін ойдағыдай артгыруға
болады. Бірақ химиялық әдістердің көмегімен алынған оксидті
қаптағыштардың қалыңдығы басқа тәсілдер арқылы жалатылған оксид
қабаттарынан элдеқайда жұқарақ болып түзіледі.
Олардың
қалыңдығының жалпы шамасы 3 мкм-ге дейін жетеді.
Химиялық оксидтеуге мынадай ерітінділер мен олардың жұмыс
шарттары қолданылады (г/л): Н3РО4—40— 50, КҒ— 3/5, СЮ3__5/7;
1=15/25°С, оксидтеу уақыты 15— 30 минут. Алюминийден жасалған
бұйымдарды оксидтеу процестерімен өңдегенде олардың беттерінде
түзілетін үстеме қаптагыштардың сыртқы түрі негізінде әсемделген
жасыл көк және айтарлықгай электроизоляциялық қасиеті бар үсақ
тесік-саңылаусыз болып қалыптасады. Демек, алюминий металдарын
оксидтеу процестерінің негізгі мақсатының бірі олардың сыртқы
беттерін коррозиядан қоргау және әсемдеу болып санапады. Ал магний
металдары мен қорытпаларынан жасалган бұйымдарды оксидтеу
негізінде оларды механикалық өңдеу негізіндегі коррозиялық
процестерден уақытша қоргау есебінде жиі пайдаланылады. Сонымен
бірге, мыс метапынан және оның қорытпаларынан жасалган
оұиымдардың коррозиялық төзімділігін едәуір арттыру мақсатымен
және сыртқы түріне айтарлықтай сәнділік беру үішін мыс металдары
мен олардын қорытпаларын оксидтеу процестері өнеркэсіптерде жиі
пайдапанылады. Қазіргі кезде процестерді машина, прибор және кеме
жасайтын өнеркәсіптерде мыс металдары мен олардың қорытпапарын
оксидтеу процестері кеңінен қолданып отыр. Алюминий, мйс, магний
металдарынан немесе олардың қорытпаларынан жасалган бұйымдарды
оксид тотыгымен қаптаудан бұрын олардың беттерін алдын апа
механикапық, химиялық немесе электрохимиялық тэсілдермен өңдеу
қажет.
Жұмыстың мақсаты.
Алюминий металдары мен олардың қорытпаларының
беттерінде оксид тотықтарын алу және осы қоргагыш қаптагыштардың
коррозияга төзімділік қасиеттерін аныктау.
Жұмысқа керекті жабдықтар, материалдар.
Детальдар мен бұйымдарга тотық қаптагыштарын жалату
қондыргысы, түсті метапдарды оксидтеу электролиттерін дайындауга
арналган
реактивтер,
түсті
металдардан
немесе
олардың
қорытпапарынан жасалган үлгілер.
Жұмысты орындау тәртібі.
81
Жұмысты
йрпіпген тапсырмасы бойынша орындалады.
О
к с и д
тотьігьіньііі
коррозиядяи коргагыш каснеттерін
Оксид тотыктарыиын корроаиядаи коргатыш касиеттерін аиыктау
„ „пгі бетіиіи бір диатонадінде киғаш багытта орвадасин үш
үшін үлгі бетінін оір Д
К,Сг,От— 3,
НСІ— 25,
Н20 — 75
нуктесіне
кұрамында
(г/л^.
2 2
компоненттері бар реактивтін тамшыдары тамызылады. Содан сон
алгашкы кызгылт-сары тусінін баска түске взгергенге деиіип
Г ы н аныктайды. Тамызылган индикатор реакшвінщ алюминии
метальінын бетімен эрекеттесш, онын күрамыидагы 6 валентгі хром 3
валентгікке ауысады. Ал реактивтін бастапкы кызгылт-сары түс, квк
түске айналуынын себебі онын күрамында 3 валентт, хром
иощіарынын пайда болуына байланысть^ Б*л Р «
бүлаи
жазылады: А ІА + 6 Н С І-2 А 1 С І,+ З Н ;0 ; 2А1 + К:СггО , + ЗН ,0
2А1 (0Н)з+К2Сг204.
•
ІІЦ
5 кесте
жұмыстын жалпь
нэтижесі
Индикатор
тамшынын
Оксид
тотыктарынын түсінін өзгеру уакыты, мин.
калыптасу
орташа
уакыты, мин.
арифметикалык
саны
Окбнд
тотығынын
корғағыш
касиетінің
бағасы
Егер тамызылған реактивтін бастапкы (кызғылт сары) түсі
өзгеріп, баска түске (көк түске) ауысу уакыты шамамен 5 минуттен (1= 18— 21 °С), 3— 5 минуттен (1=22— 26°С) немесе 2,5 минутген (1=27—
32°С) аз болмаса, ондай оксидтік тотыктар каптағыштардын
коррозияға төзімділік касиеттері канағаттанарлык саналады.
Жұмыс бойынша есеп беру
Орындалған лабораториялық жұмыстың жалпы ережелері мен
мэліметтерінің нәтижесін 18.1-таблицаға енгізіп және оларды
талқылап, қорытындысын түсіндіріп жазыңыздар.
Бақылауға арналган сұрақтар
1. Мыс, магний және алюминий металдары мен олардың
қорытпаларының беттерінде оксид қаптагыштары қандай тәсілдер
көмегімен алынады?
2. Түсті металдар мен олардың қорытпаларының беттеріне оксид
тотықтарын не мақсатпен қалыптастырады?
3. Тотықтандырылган алюминий детальдары өнеркэсіптердің
қандай салаларында жиі қолданылады?
4.
Алюминий
металдарының
беттеріндегі
тотық
қаптагыштарының құрылымын жэне басқа негізгі қасиеттерін қандай
тәсілдер кемегімен анықтайды?
5. Оксид қаптагыштарының түсті металдарды коррозиядан қоргау
механизмінің негізін түсіндіріңіздер.
№9 Практикалық жұмыс
Қара металдарды оксидтеу
Қазіргі уақытта машина жасау және басқа өнеркәсіптер
салаларында қара металдарды коррозиядан қоргау үшін химиялық
эдіспен өңдеу, ягни оксидтеу процестері кеңінен қолданылады.
Оксидтеу процесінде бұйымдардың бетінде тотық қабаты түзіледі. Бұл
тотық қаптагыштары құрамында
Ғе30 4 тотыгуы мүмкін. Қара
металдардан жасалган бұйымдарды суда жақсы еритін негіздердің
ерітінділерінде химиялық әдіспен өңдегенде олардың беттері негізбен
өзара әрекеттесу салдарынан мынандай химиялык реакциялар жүреді:
Ғе+0,502 +2ЫаОН—>Ыа2Ғ е02+Н20
2Ғе+1,502+ 2ЫаОН—>Ыа2Ғе2 0 4+Н20
Ма2 Ғ е02+ Ыа2 Ғ е02 +Н20 —> Ғе3 0 4+4 Ыа ОН
%
осы химиялық реакциялармен қатар болат металдарынын бетінде
электрохимиялық реакциялар да жүруі мүмкін. Мұндагы анодтық
реакцияның бірінші жэне екінші сатысында темірдің шала тотық
гидраты пайда болады: Ғе + 20Н' —> Ғе(ОН)2+2е, 12Ғе(0Н)2+КаЫ03
=4Ғе30 4+ЮН20+Ыа0Н+ЫН3 Сонымен бірге катодтың тотықсыздану
реакциясының ең бастысы ЫО°з + ЗН*+2е *^НН03+Н20 немесе басқа
тотықсыздану реакциясы
ЫО°з + 4Н*+3е —+Ы0+2Н20
83
Каоа металдарға корғағыш каптағыштарды химиялык әд.спен
Кара металд Р^ Ш
эдістерін.н б.р. оларды с.лт.лер
жалатудын ен
ме ТОТЬІКТЬіргышТар косып оксидтеу
б о л ь Г са и Іо т ы . Оксидтендіру процестёрікде олшемі үлкен немесе
оолып саналам
жеке-жеке тотыктандырады, себеб.
Н
кейбір^күрделі қуьктарында ауа пайда болып немесе бірб Г н е тиіп тотык кабығынын сапасы айтарлыктаи кему. мүмк.н. Ал
майда ^гіреткіш немесе нығайткьш детальдарды тем.рден жасалғаи
корапка салып химиялык әдістермен өндейд.. Кара металлурғияда
жасаған бүйымдарды оксидтендіру алдында арнаулы даиындау
операцияларымен
ендейді.
Арнауль.
алдын
ала
даиьпшау
операцияларынын технолоғиясы химиялык және механикалык ендеу
тэсілдерінен түрады. Дегенмен эр түрлі детальдарды оксидтендіру
про^сінін технологиялык уакь.ть^ негізінде болат метаіщарынын
маркасына, көміртегі мөлшеріне баиланысты болып, 15
20 минут
уакыт тотыктандырылса, ал легірленген болат металдарынан жасалган
бүйымдардын тетіктерін оксидтендіру 90 - 1 2 0 минутка деи.н
созылады. [6]
-
Сонымен, кара металдардан (көміртекті легірленген болаттар,
шойындар,
олардың
қорытпалары)
жасалған
бұйымдардың
тетіктеріндегі оксид тотыктарының сыртқы тұрі олардын тотык
кабатын жалату технологиясына,
каптагыштың калындыгына,
металдардын маркасына, механикалык және кызулык өндеу әдісгеріне
байланысты алтын түсті кұлпырма жасыл-көк, қара түстеріне өзгеруі
мұмкін. Өнеркәсіптерде болат детальдарынын бетінде тотық кабатын
жалату эр түрлі әдістерді колдану аркылы іске асырылады. Негізінде
оксидтендіру эдісінің көмегімен жалатылған тотық қабатынын
берілген эр түрлі коррозиялык орталардагы төзімділігі фосфат
кабатынын коррозиялык төзімділігінен әлдекайда төмен. Осыған
байланысты тотык қабаттарының беттеріне бояулар мен лактар
сінірілсе, олардын корғағыш қасиеттері анағұрлым арттырылады.
Дегенмен кара металдардың беттерінде қалыптастырылган тотык
кабаттары берілген коррозиялык орталарда төзімді келіп, кейбір
уакытта коррозия процестерінен ойдағыдай қорғайды. Осындай
оксидтендірілген
клапандарын
бөлшектерін, кару-жарақтар жэне тағы баска ұсак-түйек эсемдеуге
колданылады
калындыгы
негізінде пайдапанылган электролиттер ерітінділерінін кұрамына жэне
I
і ш
і у і і
•
—
— ———^
/ і х и і і и
_____
і и
ш
и
і
* г
•
чу
~------------— ---------------—------— --------------------------------------— ---------------------------
-------------—-------------------
84
Т
\ /
^
,ЖІ------------М ;
I
• «* а ■ • л
Г
і «» I | /
өндеу процестерінің ереже-тәртібіне байланысты болып, 0,5— 10 мк-ға
дейін өзгеруі мүмкін.
Жүмыстың мақсаты.
Болат металынан немесе шойыннан жасалған бұйымдардың
бетінде тотык кабатын алу және оның коррозиядан сақтағыш
касиеттерін бақылау эдісін үйрену.
Жүмыска керекті жабдыктар, материалдар.
Бөлшектер мен бұйымдарға тотық қаптағыштарды жалату
кондырғысы, (оксидтендіру электролиттерін дайындауға арналған
реактивтер, болаттардан немесе шойындардан жасалған үлгілер.
Жүмысты орындау тәртібі.
Жұмысты жүргізу тэртібінің ереже шарттары мен кейбір
ерекшеліктерін
оқытушының
жалпы
тапсырмасы
бойынша
орындаңыздар.
Тотык қаптағыштардын усақ тесік-саңылауларын анықгау.
Тотық қаптағыштардың ұсақ тесік-саңылауларын анықтау тәсілі
тэжірибеде үлгінің индикатор реактивтерімен химиялык эрекеттесіп,
тез ерімейтін, боялған косылыстар түзетініне негізделген. Ол үшін
даиындалған үллні маилы, лас кірлерінен тазарып, ауада кептіргеннен
кейін оның бетіне құрамында 10 г/л К3[Ғе(СЫ)6], 15 г/л №СІ
реактивтері бар ерітіндіге батырылып сіңірілген сүзгі кағазын 5 минут
уакытқа жапсырыңыз. Индикатор реактивтері тотык кабатының ұсақсаңылауларында мынандай химиялык реакцияның эсерінен сүзгі
кағазында тотық каптағыштарының ұсак саңылауы боялған көк нүкте
таңбалары пайда болады.
Осы
сүзгі
кағазындағы
көк
таңбалар
саны
тотык
каптағыштарының ұсақ тесік-санылаулар санына сэйкес болады. Содан
соң сүзгі кағазының үстінен 1 см2 көлеміндегі таңбалар санын есептеп,
алынған нәтижесін таблицаға енгізініздер.
Оксидтендірілген тотық қаптағыштардың қарама-қарсылық
белгісін анықтау. Тотык каптағыштарының карама-қарсылык белгісін
аныктау мақсатымен 3 проценттік ИаСІ ерітіндісін дайындаңыздар. Осы №СІ ерітіндісінде белгілі коррозиядан негізгі металдардын
электродтық потенциалын салыстырмалы электрод көмегімен
анықтаңыздар.
Жалпы электродтык потенциалды анықтау кезінде салыстырмапы
электрод колданылып, мынандай формуламен өрнектеледі: ф = фс.э.
85
+Ф
коргогыш қаптагыштын карама-қарсылык (полярлық) боіпсш
оқытушыиын
көмегімен
орынданыздар.
.
•____ О Ь л і «гяЛпиі іаға енгізініздер
мәліметтерді|і
Ж ұыыси
алынгаи
Ж у м ы с бойынша есеп беру
т а б
л
и
.
Орьшдалган жұмыстын шарт ережелерш және мәл.метгерш
енгізіп
негізгі
нәтижесін талдап,
қорытьждысын
ц
а г а
жазыңыздар
6 •* К6СТС
:•
Жұмыста алынган мәліметтердің нэтижесін
Үлгі Оксид
№
қатпарының
түсі
1См
ұсақ Полярлыгы
саңылау
күшін Полярлыгы
Ток
тесіктер саны өлшегіш
)
аспаптың
көосеткіші
Ш
Бақылауға арналған сұракгар
1. Тотық қаптагыштардың негізгі қасиеттерін атаңыздар.
2. Тотық қаптагыштар енеркәсіптердің қандай салаларында жиі
қолданылады?
. .
.
3. Тотық қабаттардың құрылымы және басқа негізг. қасиеттері
қандай тәсілдермен анықгалады?
4. Тотық қаптагыштардың қара металдарды коррозиядан қоргау
механизмін түсіндіріңіздер.
5. Тотық қаптагыштардың бұйымдар бетінде қалыптасу жагдай
шарттары мен сапалық қасиеттеріне негізінен қандай факторлар әсер
етеді?
. I ■
№10 Практикалық жұмыс
Қара және түсті металдар мен олардың
86
қорытпаларын фосфаттау
Әр түрлі өнеркәсіп салаларында металдардан жасалған
бұиымдарды
коррозиядан
қорғау
үшін
химиялык
әдіспен
фосфаттандыру процестері кенінен колданылады. Фосфатгандыру
процесінде бұйымдардын бетінде құрамында темір, мырыш, марганец
металдарының суда ерімейтін фосфат косылыстары бар каптағыштар
тұзіледі. Негізінде фосфат каптағыштардың коргагыштык касиетгері
олардың бетіне косымша лак-бояулар сіңірілгеннен кейін едәуір
арттырылады.
Жалпы химиялык әдісті колданып, көміртекті болаттардан немесе
түсті металдар мен олардың қорытпаларынан (мырыш, кадмий, магний
және олардын корытпалары) жасалған детальдардын бетгеріне сапалы
фосфат каптағыштар жалатуға болады. Детальдар мен бұйымдарға
фосфат кабаттарын химиялык әдіспен түсіру кезінде металдар
монофосфатынын гидролиз әсерінен кос жэне үш ауыспалы металдар
фосфаты мен ортофосфор -кышкылының арасында тепе-теңдік
реакциялары орындалып, бір қалыпқа келеді:
5Ме (Н2Р 0 4)2—>2 МеНР0 4|+Мез(Р 0 4)2+ 6 НзР04
ЗМе(Н2Р 0 4)2-* Ме3(Р 04)2| + 4Н3Р 04
мұндағы Ме, Ғе, Мп, 2п, Ва, Са — металдар. Осы реакцияларда
пайда болған жаңа ортофосфор кышкылы одан эрі жеке темір
металдарының беттерімен эрекетгесіп, олардын арасында химиялык
реакция жүруі мүмкін: Ғе+2Н3Р 04 —*Ғе(Н2Р 04)2 + Н2| . Демек,
фосфаттандыру тепе-теңдік реакциясынын ерімейтін косындылардын
пайда болу , жағына ауыткуының салдарынан металдан жасалған
заттардың бетінде фосфат каптагыштар кұрамынын негізі түзіледі.
Дегенмен, фосфат сапасына ен алдымен алынған металдар
косындысының
негізгі
мелшері
мен
катиондар
жэне
тотыктырғыштардың түп табиғи құрамы, тағы баска факторлар елеулі
эсер
ететіндіктен,
өнеркэсіптерде
оларды
фосфаттандыру
процестерінде жиі пайдаланады. Мысалы, электролит құрамына алдын
ала дайындалған эр түрлі тотықтырғьшггарды (М03, N0^, С 103 В г03)
жэне т.б. үстеме қосу аркылы фосфаттандыру процесінін жылдамдығы
әлде кайда арттырылады. Әйтсе де, осы тотыктырғыштар катодтык
процесс жылдамдығын анағұрлым артгырумен қатар фосфат
кабатының сапасын едэуір кемітуі мүмкін. Сондыктан электролит
кұрамына бұл тотыктыргыштар аз мөлшерде косылады. Фосфат
кабатгардың кұрылымы негізінде кеп тесікті ұсак санылаулы болып
87
пмпяин көміотекгі болаттан жасалған эр түрлі детальдар
к е л г е н і м е н , олардь н
Р'
іпінісіп
үстасу беріктік
шегі
бұйымдардын беттерімеи ілініс.п үстасу
мен
^ р д а й ж о г а р ы . [51апгагаштар
таж1р„белік
сынау
кезіиде
ьгер
цшчлр
вчвялпяп катпаоланса, ондай қаптағыштардың
^
Г
^
шегі о гТ Г е и Г сапасыз фосфат каптагыштар де„
де фосфатгандырылган канылтыр табагы б.рнеше рет
к а й в й
» й | бүкгеп майыстырылган кезде фосфат кабаты
=
кагпарланбаса, ондай кантагыштар ш м.сш ұстау шег, оте
ж ^ ы , сапалы фосфат каптагь,штар деп
кабаты
электр
тоғын
өткізбеиді,
сондыктан
олардың
электроизоляциялык касиеті оте жотары, сол себентен фосфат кабатыи
Тесін етудің керкеу молшері 1000 В-ка жету, мүмкш. Егер практикада
алынган фосфат кабаттарын арнаулы изоляциялык лактармеи ондесе,
оныи кернеу мелшеріиін сандык мәні айтарлыктаи жогарыланады.
Негізінде фосфат қаптағыштардың жалпы құрылымы көп тесікті ұсақ
саңылаулы болып қалыптасуының салдарынан. Сондықтан оларға эр
түрлі лактар мен бояулар жалатылу процестері қолданылып,
бұйымдардың коррозиялық төзімділігі әлдеқайда арттырылады.
Фосфат қаптағыштарды ң ерекшелік қасиеттері бар. Мысалы,
электротехникалық
болатгардан
жасалған
бұиымдар
фосфаттандырылған кезде олардың бастапқы магниттж өткізгіштігі
мен механикалық қасиеттері және қызуга төзімдшіп (500
600 С-ге
дейін) сакталып өзгерілмейді, Бірақ оның тозуға төзімділіп мен
қаттылығының сандық болжалды шамасы аса көп емес.
Қазіргі уақытта болат металдары мен шойыннан жасалған
детальдар мен бұйымдарды фосфаттандыру процестері ең оңай, тиімді
тәсілдердің бірі болып санапады. Олай болатын себебі аз легірленген
көміртөкті болат және шойын детальдар беттерінде жолақгалған
фосфат қабаттарының коррозиялықтөзімділігі аса жоғары.
Ал жоғары легірленген, құрамында хром, вольфрам. Мыс,
ваннадий және т.б. металдар бар болат бұйымдарына фосфаттандыру
процестерін қолдану кейбір қиыншылықтар туғызып, айтарлықгай
ысырапшылдыққа әкеліп соғады. Сол себептен практикада легірленген
болат бұйымдарына фосфаттандыру процесі жиі қолданылмайды.
Дегенмен түсті (мырыш, алюминий, кадмий және т. Б. Металдар)
металдардың беттеріне жалатылған фосфат қаптағыштар коррозиялық
процестерден ойдағыдай табысты қорғайды. Осындай қасиеттеріне
байланысты фосфаттандырылған металл бүйымдары металлургия,
электротехника, прибор жасау және тағы басқа өнеркәсіптерінде
қазіргі кезде кеңінен қолданылып отыр.
88
Негізінде химиялык әдіспен жалатылған фосфат каптағыштардын
жалпы калыңдыгы эр түрлі бұйымдар тетіктерін алдын ала өндеу
тәсілдері
мен
фосфат
электролиттерінің
кұрамына
және
фосфаттандыру процестерінің ереже шартгарына тікелей байланысты
болып, 7— 40 мкм өзгеруі мұмкін.
Жұіиыстын мақсаты.
Әр түрлі бөлшектер мен бұйымдарға металл мен фосфат
каптагыштарын жалату жэне олардың белгілі берілген коррозиялык
орталарда төзімділік қасиеттерін аныктау эдістерін тану.
Жұмысқа керекті жабдықтар, материалдар.
Детальдар мен бұйымдарға фосфат каптағыштарын жалату
кондырғысы, фосфаттандыру электролитгерін дайындауға арналған
реактивтер, кара металдан немесе түсті металдардан жасалған үлгілер.
Жұмысты орындау тәртібі.
1. Арнаиы кесіп алынған (мысалы өлшемі 80X60X2) үлгілерге
фосфат қаптағыштар жалату үшін олардын беттерін алдымен зімпара
қағазымен, содан кейін көмір кышқылынын натрий тұзымен сүртіп, 3
дүркін ағын су ваннасында жуылып, тазартылғаннан кейін Н25 0 4
немесе НСІ кышкылдарынын сүйыктыктарында өнденіздер.
2. Механикалық жэне химиялык эдістермен өнделген үлгілерді
электролит құйылған лабораториялық электролиздер ұстағышына
бекітіп, фосфаттандыру процесін іске косыныздар.
3. Фосфат каптағыштар жалатылған үлгілердін электродтык
потенциалын жэне олардың коррозияға төзімділігін аныктаңыздар
(жұмысты жүргізу тэртібінде кездесетін кейбір ерекшеліктерді
окытушының тапсырмасы бойынша орындаңыздар).
Фосфат қабаттарының коррозиялық төзімділік касиеттерін
аныктау:
1. Арнайы үлгілердің біріншісінің бетіне дөңгелек тесіктері бар
парафин сіңірілген бір тілім кағаз желімдеп жапсырыңыздар.
2.
Парафин
сіңірілген
кағаздағы денгелек тесіктеріне
тамызғыштан реактив тамшысын тамызыңыздар (реактивтің кұрамы:
0,4 м Си804-5Н20 — 40мл, 10% КаСІ— 20 мл, 0,1 м НСІ— 1,5 мл)
тамшы тамызылған кезде секундомерді іске қосып, үлкейткіш шыны
аркылы тамшынын сыртқы түсінің өзгеруін бакылаңыздар. Тамшы
тамызылған уакыты мен онын сырткы түсінің өзгере бастаған кезеңдегі
уақыт
айырмашылығы
фосфат
қаптағыштардың
корғағыш
қасиеттерінін сипаттамасын аныктайды.
89
Жұмыс бойынша есеп беру
жағдай шарттары мен
Жалпы экспериментті орындаудыц
мәліметгерін 6-кеетеге енгізіп,
негізп
нэтнжесш
талшлап,
қорытындысын жазыңыздар.
7 - кесте
•
қабатының
Фосфат
қасиетінің сипаттамасы
қоргағыш (Тамшының
сыртқы
өзгерген уақыты, мин.
•
түсінің
Жоғары, көтеріңкі
төмендетілген
жеткіліксіз томен
Бакылауға алынған сүрактар
1. Фосфат қаптағыштардың неғізгі қасиеттерін айтыңыздар.
2. Фосфат қаптағыштар внеркәсіптердің қандай салаларында жиі
қолданылады?
_
3. Фосфат қаптағыштардың қалыңдығы, құрылымы жане т.о.
қасиеттері қандай тәсілдермен анықталады?
4. Фосфат қаптағыштардың болат металын коррозиядан корғау
механизмін түсіндіріңіздер.
5. Фосфат қаптағыштардың қалыптасу жағдай шартгары мен
сапалық қасиеттеріне қандай неғізгі факторлар әсер етеді?
Қосымша
90
1-кесте
Кейбір металдар қорытпалардың әр түрлі коррозиялык ортада
төзімділігі
Көміртекті
болаттар
Легірленген
болаттар
Қалайы-қола
корытпалары
Жез
корытпалары
Корғасын
Күміс
Калайы
Платина
4
4
Алтын
2 Щ
Ш
_______________
4
4
_______________
4
4
____________
4
4
б^лініп бүзылады; 4-берілген коррозиялык ортада ете
ТӨЗІМДІ.
О
.
:7
К
6
С
Т
6
________
Кейбір жиі колданылатын салыстырмалы электроятар.
0,1 НСІ
0,1 ЫаОН
0,1 Н25 0 4
Нй.Не^ЗО^
А§, А§СІ (қатты күйінде) 0,1
КСІ
0,335-0,00007
0,165-0,00002
0,682
0,290-0,0003
н ё ,н Е2с 1 2,
н § ,н § о
-----------
3-кесте
"’Ж'
Салыстырмалы электродтарының
потенциалы В бойынша алынған)
(сутегі
шкаласы бойынша алынған)
Электрод
&
4
4
.
Н
1
қалыңдығын
пайдаланылатын ерітінділер қүрамы
Қаптағыштар
Ерітінділердің
құрамы
Никель
Си504*5Н20
Концентрациясы
г/л
А§Ы0з
I кристалл
200
ҒеСІ
Си504*5Н20
300 мл/л
НС1(1н)
4-кесте
92
Ерітіндінің бір
тамшысын
ұстау
ақьтты, с
Кейбір металдар мен олардын косылыстарынын электрохимиялық эквиваленттері
Валенттілігі
Металл
|
1
1
Электрохимиялык
эквивапенті
Химиялык
эквиваленті
3
2
Мыс
2
31,77
Мыс
1
63,57
Никель
29,345
2
Хром
6
Хром
3
Мырыш
2
Калайы
2
Калайы
4
Кадмий
Темір
Темір
Күміс
Қорғасын
2
2
3
1
2
8,67
17,34
і
0,324
0,0898
0,694
107,88
4,025
103,60
93
1,095
0,304
1,042
18,618
65,73
2,372
0,6388
2,097
27,925
3
1,186
0,32294
4,432
56,2
Алтын
5
2,216
29,675
197,21
4
1,220
59,35
1
Мг/к
0,648
32,69
Алтын
г/а-сағ
3,856
7,37
[
2,451
1
0,1797
0,3388
0,616
1,232
0,582
0,2893
0,1928
Ш 8
1,014
2,043
0,681
“
Кейбір тотыгу-тотықсыздаиу элементтеріиін калыпты
температурадағы
Никель
Кальции
Калаиы
Натрии
Магнии
Қапайы
Титан
Алюминии
Мырыш
Палладии
Сынап
Платина
Алтын
Кобальт
Қолданылған әдебиеттер
94
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Емелин М.И. , Герасименко А.А. Защита машин от
коррозии в условиях эксплуатации М. 1980- 224с
Михайловский Ю.И. Коррозия металлов в атмосферных
условиях. Каррозия и защита от коррозии. М ВНИИТЧ
1974г-153-205с
Медведев М.Л. Коррозия и защита оборудования при
переработке нефти и газа. Москва 2005г
Никитенко Е.А., Нделман Я.М. Монтер по защите
подземных трубопроводов от каррозии. М. Нйдра 1981г.
Р.А.Бограмов. Машины и оборудования для бурения
нефтяных и газовых скважин.
Н. Тұяқбай . Барлама бұргылау.
А.Г. Калинин и др . Разведочное бурение.
Маркин. СО2- коррозия
95
Мазмұны
Кіріспе
I бөлім
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
3
•
Коррозня. Негізгі түсініктер мен терминологиясы
Коррозия мәселесінің жалпы сипаттамасы
Кристаларалық коррозия (дэндерге ыдыраушылық) және
кернеудегі коррозия
Кристаларалық коррозия (дәндерге ыдырау)
Коррозия процесстерінің жіктелуі
.
Металдар коррозиясын зертгеу әдістері
Металдар коррозиясы және одан қоргау тәсілдері
Құбыр желілерінің құрылысы кезінде
коршаған ортаны қорғау
Қүбырдың
ортаны қорғау
Коррозиялық қауіп дәрежесіне әсер ететін технологиялық
4
8
10
14
20
23
26
33
33
36
2.3
2.4
2.5
факторлар
Қүбырлық коммуникацияларды және жин <ху ж үж ^ш до. 37
құрал-жабдықтарды, газды магистральді тасымалдауды
қорғауға арналған коррозиялық қарсы шаралар
Металл құрылыс конструкцияларының тотгануы
40
Металдарды балқыту және біріктіру
42
Металдарды тоттанудан қорғау.
46
Коррозиядан қорғағыш қаптағыштарды электролитгік 47
әдіспен түсіру.
;
Металдардың химиялық және электрохимиялық
48
коррозиясының түсініктемесі.
'Ш Я |р § 1
Коррозия ингибиторларын қолдана отырып қорғану әдісі.
49
Құрылыс алаңын дайындау кезіндегі зиянды әсерлер
51
Цеменг тасының татысы ( корозиясы) және оған қарсы
52
2.6
күрес'
.
•
Кэсіпшіліктегі коррозияға оттектің ролі
1.10
1.11
1.12
2
2.1
2.2
1
1.1
1.2
1.3
г
II бөлім
Практикалық жұмыстар
№1 Практикалық жұмыс
Металдарды коррозиядан металл каптағыштармен қорғау
№2 Пракикалық жұмыс
Металдар мен қорытпалардың коррозиясын сандық
тәсілдермен анықтау
№3 Практикалық жұмыс.................... ......................................... —•
96
54
55
55
60
”3
• I
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
Анодтык мырыш корғағыш қаптағыштар
№4 Практикалық жұмыс..........................................
Анодтык кадмий қорғағыш қаптағыштар
№5 Практикалык жұмыс......................................................
Катодтык қалайы қорғагыш қаптағыштар
№ 6 Практикалық жүмыс...........................................................
Катодтық коргасын қорғағыш қаптағыштар
№ 7 Практикалық .........................................................................
Кеп катпарлы қорғағыш қаптағыштар
№ 8 Практикалық жұмыс............................................................
Түсті металдарды оксидтеу
№9 Практикалық .. ........................................................................
Кара металдарды оксидтеу
№10 Практикалық жүмыс............................................................
Қара және түсті металдар мен олардың қорытпаларын
фосфаттау
Қосымша............. ............ ....................................................... .......
Қолданылғаи әдебиеттер..............................................................
ул
72
75
77
80
83
87
95
95
ДЖИЛКИБАЕВ ЕГЕУБЕК САПАКОВИЧ,
КАБДУШЕВ АРМАН АРЫСТАНОВИЧ
МҰНАИ ГАЗ САЛАСЬШДАҒЫ
ЖАБДЫҚТАРДЫҢ
ТОТТАНУЫ
V .
Подписано в печать 23.07.2009 г.
Формат 60x80 І/Іб. Уч.-изд. л. 5,5. Усл. п. л. 6,2
Тираж 100. Заказ 188.
Отпечатано в типографии ТОО «Нур-Принт»
8(727)308-25-46, +7 777 3037290
Е-таіІ: пиг«ргіпКй>іпаіІ.ги
ту\ү.пиг-ргіпі.к2
ДЖИЛКИБАЕВ Е. С,
КАБДУШЕВ А. А.
МҮНАЙГАЗ САЛАСЫНДАҒЫ
ЖАБДЫҚТАРДЫҢ ТОТТАНУЫ
Оқу құралы
«Тараз университеті»
8(726-2) 43-35-22
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
5 790 Кб
Теги
jabdiktardin, tottanui, gaz, muna, kabdushev, djilkibaev, salasindagi, 3079
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа