Korroziya

Vikipediya, azad ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search
Rust Bolt.JPG

Korroziya (lat. corrosio) — Metalların və onların ərintilərinin ətraf mühitin təsirindən dağılmasına korroziya deyilir. Dağılma prosesinin mexanizminə görə korroziyanın kimyəvi və elektrokimyəvi növləri ayırd edilir. Elektrolit və ya su mühitində digər metalla təmasda olan metalın və ya ərintinin dağılmasına elektrokimyəvi korroziya deyilir. Elektrokimyəvi korroziya turş, qələvi və neytral mühitdə gedə bilər. Korroziyanın bu növünə misal olaraq turş mühitdə mislə təmasda olan dəmirin korroziyasını göstərmək olar. Eelektrokimyəvi korroziya zamanı elektronlar daha aktiv metaldan az aktiv metala keçir və nəticədə aktiv metal korroziyaya uğrayır[1].

Müasir dövrdə texnologiyanın sürətlə inkişaf etdiyi qlobal və yerli mühitdə metal tərkibli avadanlıqların korroziyadan mühafizəsi aktual problemlərdən biridir. Bu problem daha çox neft sektorunun əsası olan neft və qaz hasilatı, nəqli və emalı zamanı polad avadanlıq və boru kəmərlərinin atmosfer korroziyasının təsirinə məruz qalması ilə bağlıdır. Eyni zamanda kənd təsərrüfatı texnikası və hərbi texnikanın istismar müddətindən daha çox konservasiya şəraitində saxlandığı nəzərə alınarsa, bu sferada intensiv korroziya proseslərinin mövcudluğu aydın görünür. Korroziya prosesləri yaratdığı iqtisadi problemlərlə bərabər, planetimizin ekoloji faktorlarının da kəskin dəyişməsinə səbəb olur. Hər il dünya miqyasında istehsal olunan metalların 15–20%-i korroziya nəticəsində yararsız hala düşür. ABŞ-ın korroziya üzrə mütəxəssislər assosiasiyasında aparılan tədqiqatlar nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, bütün dünyada bir ildə korroziya nəticəsində baş verən itki 150–200 millyard dollar təşkil edir ki, bunun da 40–45 milyard dolları daxili yanma mühərriklərinin təmirinə, 30–40 milyard dolları nəqliyyat vasitələrinin səthində gedən korroziya proseslərinə, 40–50 milyard dolları yeraltı dəniz və sənaye avadanlıqlarında baş verən korroziya itkisinə, 30–40 milyard dolları neftçıxarma, neft emalı və kimya sənayesində baş verən itkilərə aiddir. Rusiya Federasiyası nda korroziya prosesləri nəticəsində itirilən maliyyə vəsaiti dövlətin milli gəlirinin 12%-ni təşkil edir. Respublikamızın yerləşdiyi regionun Xəzər hövzəsinin daimi təsiri altında olduğunu nəzərə alsaq, istər iqtisadi, istərsə də ekoloji aspektdən baxdıqda korroziya probleminin həllinin ölkəmizin iqtisadiyyatı üçün prioritet olduğu aydın görünür. Korroziyanın belə geniş miqyaslı problem olduğunu nəzərə alıb ona qarşı müxtəlif üsullarla mübarizə yolları axtarılır. Ağır iqtisadi itkilərlə nəticələnən korroziya problemləri son 200 ildə tədqiqatçıların diqqətini cəlb etmişdir. Atmosfer korroziyasının maksimum geniş təsir dairəsinə malik olduğunu nəzərə alaraq bu sahədə daha intensiv tədqiqatlar aparılmaqdadır. Bu tədqiqat üsulları müxtəlif olsa da onlarda ümumi və əsas prinsip metalın səthinin atmosferlə təmasda olmasının qarşısını almaqdan ibarətdir. Müasir elmin qəbul etdiyi korroziyadan effektiv mühafizə üsullarından biri konservasiya materiallarının sistematik şəkildə tətbiq edilməsidir. Korroziyaya qarşı yüksək müdafiə effektinə və uzunmüddətli təsirə malik konservasiya materialları ümumi müəyyənləşdirilmiş bir sıra tələbləri ödəməlidir: optimal tərkibli və çoxfunksiyalı olmaqla konservasiya mayelərinə korroziyaya qarşı əlavə olunan aşqarlar, mühit kimi istifadə olunan yağlarda yaxşı həll olmalıdır, iqtisadi cəhətdən səmərəli və ekoloji baxımdan təhlükəsiz olmaqla, istehsal texnologiyası sadə struktura malik olmalıdır. Respublikamızda da korroziyadan yüksək mühafizə qabiliyyətinə malik konservasiya mayeləri və sürtkülərinin yaradılması çox mühüm aktuallıq kəsb edir. Bu tələbatı nəzərə alaraq təqdim olunan dissertasiya işi korroziya probleminin həllinə həsr edilmişdir

Korroziya proseslərinin böyük problem kimi artmasına səbəb olan amillərdən biri kimi atmosfer təsirindən yaranan korroziyanı göstərmək olar. Ona görə də atmosfer korroziyası bu sahədə çalışan mütəxəssislər üçün əsas tədqiqiat obyekti olaraq qalmaqdadır. Atmosfer korroziyasının təsiri ilə sənayenin müxtəlif sahələrində avadanlıqların sıradan çıxması, ətraf mühitə külli miqdarda tullantıların atılması, antropogen fəaliyyətin mənfi təsir etdiyi ətraf mühitin daha da çirklənməsi ilə nəticələnir. Korroziya nəticəsində ən çox itki verən sahələr aşağıdakılardır: yanacaq-energetika kompleksi – 29 %, kənd təsərrüfatına xidmət edən texnika – 20 %, kimya və neft-kimya sənayesi – 15 %, metal emalı sənayesi – 52 %. Xüsusilə qeyd etmək lazımıdır ki, kənd təsərrüfatı texnikasının vaxtından əvvəl işə yararsız hala düşmə səbəbinin 33 % -i korroziya prosesidir. Qeyd olunan korroziya proseslərinin isə 75–80 % -i texnikanın konservasiya şəraitində qalması zamanı detalların korroziyaya uğraması səbəbindən baş verir ki, bunun da qarşısını almağın ən əlverişli yolu korroziyaya qarşı konservasiya materiallarından istifadə etməkdir. Korroziya prosesinin törətdiyi nəticələri aradan qaldırmaq üçün əvvəlcə onun yaranma səbəblərini aşkar etmək lazımdır. Bu baxımdan ilk növbədə metalın hansı növ korroziyaya uğradığı müəyyən edilməlidir. Korroziya prosesinin mexanizmindən asılı olaraq kimyəvi, elektrokimyəvi və biokimyəvi korroziyalar mövcuddur. Kimyəvi korroziya – heterogen kimyəvi reaksiyalar hesabına baş verən proseslərdir. Kimyəvi korroziya metalın korroziya törədici mühitlə elə qarşılıqlı təsiri prosesidir ki, metalın oksidləşməsi və korroziya mühitinin oksidləşdirici komponentinin reduksiyası eyni zamanda baş verir. Korroziya məhsulları birbaşa korroziyaya uğrayan səthdə əmələ gəlir. Bu növ korroziyaya aşağıda göstərilənlər aiddir:

‒ Qaz korroziyası (qaz mühitində yüksək temperatur şəraitində metalın oksidləşməsi). Qeyd olunduğu kimi qaz korroziyası kimyəvi korroziyanın bir növüdür. Qaz korroziyası aşağı temperaturda və quru hava şəraitində və ya yüksək temperaturda və su buxarı şəraitində baş verir.

‒ temperaturun artması ilə qaz korroziyasının sürətinin artması təxmini olaraq Arrenius tənliyi ilə belə ifadə olunur: Ln K=

K – reaksiya sürəti, Avə B sabitlər; T– mütləq temperaturdur. Havanın oksigeni ilə dəmirin səthində gedən kimyəvi korroziya zamanı səthdə maqnetit Fe3O4 və hematit Fe2O3 əmələ gəlir. Daha yüksək temperatur şəraitində isə (>570 °C) vyustit FeO əmələ gəlir. Karbonlu poladın səthində korroziya prosesi zamanı aşağıdakı tənlik üzrə karbonsuzlaşma prosesi baş verir ki, bu da onun korroziyaya davamlılığını azaldır.

Fe3C + O2 →3Fe + CO2

Anoloji proses CO2 və H2O mühitində də baş verir: Fe3C + CO2 → 3Fe + 2CO

Fe3C + H2O→3Fe + CO+H2

‒ Qeyri-elektrolitlərlə korroziya.

Qeyri elektrolit olan həlledicilər mühitində (benzol, toluol, dördxlorlu karbon, maye yanacaqlar) gedən korroziyalar metal və həlledicilər arasında gedən kimyəvi reaksiyalar nəticəsində baş verir. Ona görə də belə hallarda çox vaxt avadanlıqlar paslanmayan metallardan hazırlanır. Elektrokimyəvi korroziya. Bu zaman eyni vaxtda paralel olaraq iki reaksiya gedir. Yəni korroziyaya uğrayan metalın səthində lokallaşmış anod və katod reaksiyaları baş verir [12–18]. Elektrokimyəvi korroziyanın anod prosesi həmişə metalın ionlaşması ilə müşayiət olunur. Katod prosesində isə metalı oksidləşdirən müxtəlif ionlar və ya molekullar iştirak edə bilər. Katod və anod reaksiyalarını aşağıda verilmiş tənliklər şəklində təsəvvür etmək olar: Katod reaksiyaları:

H+ +e-→½H2 Ag++ e — → Ag

Anod reaksiyaları:

S2O82- + 2e- → 2SO42- MnO4- + e- → MnO42-

Elektrolitlərdə həll olmuş duz molekullarının reduksiyası:

O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- Cl2+ 2e- → 2Cl- Oksid və hidroksid örtüklərinin reduksiyası:

Fe3O4 + 2H2O + e- → 3FeO +2OH- Fe(OH)3+ e- → Fe(OH)2 + OH- Üzvi birləşmələrin reduksiyası:

R + 2H+ + 2e- → RH2 RO + 4H+ + 4e-→ RH2 + H2O Elektokimyəvi korroziya reaksiyalarının bir neçə növü var:

‒ nəm qaz və ya havada atmosfer korroziyası; Metalların atmosfer korroziyası elektokimyəvi korroziyanın ən geniş yayılmış növüdür. Atmosfer korroziyası adi temperaturda havada olan nəmliyin hesabına baş verir. Atmosferin müxtəlif qazlarla (CO2, H2S, SO2, Cl2, NOx və s.) çirklənməsi atmosfer korroziyasını sürətləndirir. Ona görə də böyük sənaye qurğuları olan yerlərdə atmosfer korroziyası dəfələrlə artır. Rütubətli havada bu özünü xüsusilə büruzə verir.

‒ duzların ərintiləri də daxil olmaqla maye mühitlərdə və ya elektrolitlərdə korroziya; Dəniz korroziyası da elektokimyəvi korroziyanın bir növüdür və fərdi xüsusiyyətlərə malikdir. Suda yüksək korroziya aqressivliyi yaradan 4%-ə yaxın duzların olmasıdır. Burada xlor ionlarının hesabına anod prosesi aktivləşir.

‒ yeraltı qurğuların torpaq və ya yeraltı korroziyası;

Yeraltı korroziyaya neft, qaz, su borularında və kabellərində və s. avadanlıqlarda baş verən proseslər aiddir. Bu korroziyanı ən çox sürətləndirən mühitin pH göstəricisi və nəmliyidir. ‒xaricdən cərəyanın təsiri ilə baş verən elektrokorroziya.

Elektrikləşmiş dəmiryol xətlərinin, elektrik qurğularının, elektrik qaynaq aparatlarının, elektrik sexlərində azmış cərəyanın təsirilə bu korroziya baş verə bilir. Biokimyəvi korroziya– mikroorqanizmlərin metala təsiri ilə əlaqədar olan prosesdir. Bu proses iki səbəbdən baş verə bilər. Birinci metal özü mikroorqanizmlər üçün qida mənbəyi ola bilər. İkinci mikroorqanizmlərin həyat və fəaliyyəti zamanı əmələ gələn birləşmələrin təsirilə korroziya prosesi baş verə bilər. Mühitdən və şəraitdən asılı olaraq korroziya prosesinin özü də müxtəlif formalarda müşahidə olunur;

‒bərabərqiymətli korroziya – metalın bütün səthi boyu eyni səviyyədə gedən korroziyaya deyilir. ‒pittinq korroziyası – lokal tipli aşınmalara aid olub, adətən metalın bir sahəsində başqa sahələrə nisbətən daha dərin korroziya prosesi baş verir. Bu prosesə əsasən metal səthi ilə mayenin sürətlə axını olan yerlərdə rast gəlmək olar.

‒kristallararası korroziya – metal dənəciklərinin səthləri boyu lokal korroziya aşınmalarıdır. Dənəciklərarası maddə anod kimi fəaliyyət göstərərək katod olan dənəciklərin özlərinin böyük səthi ilə kontaktda olur. Nəticədə sürətlə gedən korroziya prosesi metalın dərinliyinə işləyərək böyük problemlər yaradır.

‒ korroziya çatlaması ‒ səbəbləri metala korroziya prosesi ilə bərabər xarici təsirin də olması nəticəsində baş verir ki, bunu da korroziya yorğunluğu adlandırırlar. Korroziya proseslərinin nə qədər çoxşaxəli və təhlükəli olduğuna nəzər saldıqdan sonra bu prosesə qarşı yollar axtarılmasının vacibliyi heç bir şübhə doğurmur. Nəzərə almaq lazımdır ki, bu problem iqtisadiyyata vurduğu ziyanlarla bərabər ekologiyaya da ciddi ziyan vurur. Bu iki problem bir-biri ilə o qədər sıx bağlıdır ki, onları bir-birindən ayrılıqda həll etməyi təsəvvür etmək çətindir. Digər tərəfdən ekoloji problem kimi atmosferin çirklənməsi də öz növbəsində korroziya prosesinin sürətlənməsinə səbəb olur. Ona görə də hər iki problemin birgə həlli çox vacibdir.

Korroziya prosesinin qarşısını tam almaq mümkün olmasa da, onun sürətini nəzərə çarpacaq dərəcədə azaltmağın müxtəlif yolları vardır ki, bunun da ən səmərəli və asan tətbiq oluna biləni korroziyaya qarşı inhibitorlardan istifadə olunmasıdır. Korroziya inhibitorlarının geniş tətbiq sahələrindən biri də neftçıxarma və neft emalı sənayeləridir. Bu sahədə korroziya inhibitorlarından istifadə etməklə yüksək nəticələr əldə edilmişdir. Korroziya inhibitorlarından sənayedə geniş istifadə edilməsinin səbəbi təkcə onun effektivliyi yox, eyni zamanda universal xassəyə malik olması və iqtisadi cəhətdən səmərəliliyidir. Hazırda tərkibcə qeyri-üzvi və üzvi birləşmələrdən ibarət olan çoxlu miqdarda korroziya inhibitorları məlumdur. İnhibitor – latın sözü olub "inhibeo", yəni prosesi dayandıran, qarşısını alan və ya yavaşıdan deməkdir. Inhibitorlar kimyəvi tərkibinə görə üzvi və qeyri-üzvi birlşmələrdən ibarət olur. Qeyri-üzvi birləşmələrdən ibarət olan inhibitorlara misal olaraq NaNO2, K2Cr2O7, Na2CrO4, Na2MoO4 və s. göstərmək olar. Tərkibcə üzvi birləşmələrdən ibarət olan birləşmələrə misal olaraq monoetanolamini, dietilamini, formaldehidi, benzoat dietilamini, alkilsulfonatları, ammonium duzlarını, neft turşularının duzlarını, aminləri, nitrobirləşmələri və s. göstərmək olar. Üzvi tərkibli inhiitorların təsir mexanizmi başlıca olaraq iki tip adsorbsiya prosesi ilə xarakterizə olunur: fiziki və kimyəvi.

Elektrokimyəvi korroziyanın sürətləndirilməsi[redaktə | əsas redaktə]

Elektrokimyəvi korroziya aşağıdakı hallarda sürətlənir:

  • Təmasda olan metallar elektrokimyəvi gərginlik sırasında bir-birindən nə qədər uzaqda yerləşərsə;
  • Məhlulun turşuluğu və oksidləşdiricilərin qatılığı nə qədər çox olarsa;
  • Temperatur yüksək olarsa;
  • Korroziyaya uğrayan metalda qatışıqlar çox olarsa.

Korroziyadan mühafizə[redaktə | əsas redaktə]

Korroziyadan mühafizə üçün aşağıdakı üsullardan istifadə edilir:

  • Metalların səthinə qoruyucu örtüklərin çəkilməsi. Mühafizəedici örtüklər metallik (sink, qalay, qurğuşun, nikel, xrom vəs.) və qeyri-metallik (boya, lak, emal, qatran və s.) olur.
  • Metalın səthindəki qoruyucu örtük təbəqəsi qorunan metaldan passiv olarsa, onda qoruyucu təbəqənin dağıldığı yerdən metalın korroziyası başlayır. Əgər qoruyucu örtük qorunan metaldan aktiv olarsa, onda örtük təbəqəsi müəyyən yerdən dağılsa da üzərini örtdüyü metalı qoruyur.
  • Korroziyaya davamlı ərintilərin alınması. Ərintilərin tərkibinə Ni, Co, Cu və Cr əlavə etdikdə (belə proses legirlənmə adlanır) korroziyaya davamlı ərintilər alınır.
  • Elektrokimyəvi üsullar. Bu məqsədlə protektor və katod mühafizəsi üsulları tətbiq edilir.
  1. Protektor mühafizəsi zamanı qorunan məmulata daha aktiv metal, məsələn, Mg, Al, Zn pərçim edilir. Bu zaman korroziyaya daha aktiv metal uğrayır.
  2. Katod mühafizəsi zamanı qorunan məmulat sabit cərrəyan mənbəyinin katoduna, mənbəyin anodu isə hər-hansı bir dəmir parçasına birləşdirilir. Sabit cərəyan mənbəyi elektronları anoddan alıb katoda verir və oksidləşdirici katodda reduksiya olunur; dəmir parçası dağılır, məmulat isə qorunur.
  • Mühitin tərkibinin dəyişdirilməsi. Korroziyanın qarşısını almaq və ya onun sürətini azaltmaq üçün metalın təmasda olduğu mühitə korroziyanı yavaşladan maddə qatılır. Belə maddələr ingibitor adlanır.

Qeyri-üzvi maddələrdə — nitritlər, xromatlar, fosfatlar və silikatlar, üzvi maddələrdən — amonlər ingibitor kimi istifadə olunur.

İstinadlar[redaktə | əsas redaktə]

  1. "Избирательная коррозия". 2010-07-13 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2014-08-14.