Përgatitja dhe vetitë kimike të metaleve. Korrozioni. Vetitë kimike të metaleve Rezultatet e planifikuara të të nxënit

Korrozioni i metaleve(corrosio - korrozioni) është një reagim fizik dhe kimik i metaleve dhe lidhjeve me mjedisin, si rezultat i të cilit ato humbasin vetitë e tyre. Korrozioni bazohet në reaksionin në kufirin fazor ndërmjet materialit dhe mjedisit: 3Fe+2O2=Fe3O4.

Sipas kushteve të shfaqjes së tij, korrozioni ndahet në: 1) kontakt; 2) slot; 3) përgjatë vijës ujore; 4) në zonat e spërkatjes; 5) në zonat e lagështimit të ndryshueshëm; 6) duke vazhduar përmes kondensimit të avujve acidikë; 7) rrezatimi; 8) ndodh gjatë transferimit të nxehtësisë; 9) të formuara nga rrymat endacake.

Llojet e korrozionit:

Korrozioni kimik ose gaz (metalet dhe lidhjet shkatërrohen duke ndërvepruar me oksigjen, hidrogjen dhe gazra të tjerë në mungesë të lagështirës).

Korrozioni elektrokimik (shfaqja e kontaktit të një metali ose aliazhi në një zgjidhje elektrolite).

Korrozioni kimik. Përfaqësohet nga proceset e oksidimit të metaleve dhe reduktimit të agjentit korrozioni (më së shpeshti oksigjen): 2Me + O2 = 2MeO.

Një rol të rëndësishëm luan korrozioni i gazit - korrozioni i metaleve në temperatura të larta në gazrat e thatë (produktet e djegies së karburantit, etj.).

Faktorët që ndikojnë në shkallën e korrozionit të gazit:

1) natyra e metalit (aliazhit);

2) përbërjen e mjedisit të gazit;

3) vetitë mekanike të produkteve të korrozionit që rezultojnë (filmat oksid);

4) temperatura.

Korrozioni elektrokimik më e zakonshme, ajo përfshin proceset e oksidimit të metaleve dhe reduktimin e një agjenti gërryes, që ndodh veçmas në një mjedis elektrolitik (zgjidhje kripërash, acidesh, dheu, etj.).

Ecuria e korrozionit elektrokimik është një kombinim i dy reaksioneve të konjuguara: reaksioni anodik (oksidimi) Me = Mez+ + ze- dhe reaksioni katodik (reduktimi) D + ze-+ (Dze-), ku D– një depolarizer (oksidues) që bashkon elektronet e një metali (oksigjen, jone hidrogjeni dhe disa metale).

Procesi i ndryshkjes së hekurit: 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe2++ 4OH-.

Në çeliqet e karbonit, shpesh shfaqen elementë galvanikë katodë-anodë. Kjo ndodh për shkak të diferencimit të sipërfaqeve të çelikut në zona me potenciale të ndryshme elektronike.

Korrozioni elektrokimik, në varësi të mjedisit gërryes, ndahet në:

1) atmosferike; 2) tokë; 3) mikrobiologjike; 4) të lëngshme.

Intensiteti i korrozionit varet nga përbërja kimike e metalit (aliazhet e tij), përmbajtja e papastërtive dhe vetë agjenti oksidues, përqendrimi i tij dhe lagështia e ajrit.

50. Mbrojtja e metaleve nga korrozioni

Mbrojtja e metaleve dhe lidhjeve nga korrozioni në mjedise agresive bazohet në:

1) rritja e rezistencës ndaj korrozionit të vetë materialit; 2) zvogëlimi i agresivitetit të mjedisit; 3) parandalimi i kontaktit të materialit me mjedisin duke përdorur një shtresë izoluese; 4) rregullimi i potencialit elektrodik të produktit të mbrojtur në një mjedis të caktuar.

Ka metoda që përdoren për të mbrojtur kundër korrozionit galvanik:

1) përdorimi i lidhjeve kimikisht rezistente; 2) mbrojtja e sipërfaqes së një metali ose aliazhi me veshje; 3) zvogëlimi i aktivitetit të mjedisit gërryes; 4) metodat elektrokimike.

Lidhjet kimikisht më rezistente janë çeliqet inox (13% krom) dhe rezistent ndaj acidit (18% krom, 8-10% nikel).

Për veshjen e metaleve përdoren lloje të ndryshme veshjesh - metalike, jometalike, veshje të formuara gjatë trajtimit elektrokimik dhe kimik të sipërfaqes së metaleve. Veshje metalike– krom, nikel, zink, kadmium, alumin, kallaj, etj. Ato aplikohen duke përdorur metodat e elektrikimit.

Veshje jo metalike– llaqe, bojëra, smalt, rrëshira fenol-formaldehide etj.

Veshjet që vijnë nga përpunimi i metaleve, – filma oksidi ose kripe (oksidimi i aluminit).

Metoda e reduktimit të agresivitetit të mjedisit është më efektive për produktet e përdorura në sasi të vogla lëngu. Mjetet agresive më të zakonshme janë uji, tretësirat ujore të alkaleve dhe acideve, toka dhe atmosfera. Agresiviteti i mjediseve ujore varet nga përqendrimi i oksigjenit të tretur dhe dioksidit të karbonit. Fizikisht, oksigjeni dhe dioksidi i karbonit mund të hiqen duke e ngrohur ujin nën presion të reduktuar, kimikisht duke e kaluar atë përmes një shtrese tallash çeliku ose hekuri, ose duke e trajtuar me një agjent reduktues. Agresiviteti i mjediseve ujore hiqet gjithashtu duke përdorur frenuesit e korrozionit. Frenuesit anodikë– hidroksid, karbonat, fosfate, nitrit dhe benzoat natriumi. Frenuesit e katodës– sulfatet e zinkut, bikarbonat natriumi.

Efekti më i mirë arrihet në kombinim me frenuesit katodikë. Frenuesit organikë përdoren në mjedise acidike. Ka frenues-pasivatorë - ata e transferojnë metalin në një gjendje pasive (oksidues të tipit peroksid, komponime të metaleve fisnike).

Agresiviteti i atmosferës varet nga lagështia dhe zona e saj (industriale, rurale, etj.). Ndikimi i atmosferës varet nga higroskopia e produkteve të korrozionit metalik dhe grimcave të pluhurit në sipërfaqe. Higroskopiteti i produkteve të korrozionit të çelikut zvogëlohet duke u lidhur me bakër në sasi të vogla. Agresiviteti gërryes i tokës përcaktohet nga përmbajtja e O2, lagështia, përçueshmëria elektrike dhe pH.

Korrozioni zakonisht quhet shkatërrimi spontan i metaleve si rezultat i ndërveprimit të tyre kimik dhe elektrokimik me mjedisin e jashtëm dhe shndërrimi i tyre në përbërje të qëndrueshme (okside, hidrokside, kripëra).

Në mënyrë të rreptë, korrozioni është një grup procesesh redoks që ndodhin kur metalet vijnë në kontakt me një mjedis agresiv, i cili çon në shkatërrimin e produkteve metalike. Me mjedis agresiv nënkuptojmë një atmosferë oksidi (prania e oksigjenit në atmosferën e Tokës e bën atë oksid), veçanërisht në prani të ujit ose tretësirave të elektrolitit.

Bazuar në mekanizmin e procesit, bëhet dallimi midis korrozionit kimik dhe elektrokimik të metaleve. Korrozioni kimik është një reaksion kimik i zakonshëm midis atomeve të metaleve dhe agjentëve të ndryshëm oksidues. Shembuj të korrozionit kimik janë oksidimi në temperaturë të lartë i metaleve me oksigjen, oksidimi i sipërfaqes së aluminit në ajër, bashkëveprimi i metaleve me klorin, squfurin, sulfurin e hidrogjenit. H 2 S, etj.

Korrozioni elektrokimik ndodh në tretësirat, domethënë kryesisht kur metalet bien në kontakt me tretësirat e elektrolitit, veçanërisht në rastet kur metalet janë në kontakt me metale më pak aktive. Shkalla e korrozionit varet shumë nga aktiviteti i metaleve, si dhe nga përqendrimi dhe natyra e papastërtive në ujë. Në ujin e pastër, metalet pothuajse nuk gërryhen, dhe në kontakt me metale më aktive, madje edhe në tretësirat e elektrolitit, ato nuk gërryhen.

Shkaku i korrozionit të metaleve

Shumë metale, përfshirë hekurin, gjenden në koren e tokës në formën e oksideve. Kalimi nga metali në oksid është një proces energjikisht i favorshëm, me fjalë të tjera, oksidet janë komponime më të qëndrueshme se metalet. Për të ndryshuar procesin dhe për të nxjerrë metalin nga xeherori, është e nevojshme të shpenzoni shumë energji, kështu që hekuri tenton të kthehet përsëri në oksid - siç thonë ata, hekuri ndryshket. Ndryshkja është termi për korrozionin, që është procesi i oksidimit të metaleve nën ndikimin e mjedisit.

Cikli i metaleve në natyrë mund të përshkruhet duke përdorur diagramin e mëposhtëm:

Produktet metalike ndryshken sepse çeliku nga i cili janë bërë reagon me oksigjenin dhe ujin që përmbahet në atmosferë. Gjatë korrozionit të hekurit ose çelikut, formohen forma të hidratuara të oksidit të ferumit (III) me përbërje të ndryshme.(Fe 2 O 3 ∙ xH 2 O). Oksidi është i përshkueshëm nga ajri dhe uji dhe nuk formon një shtresë mbrojtëse në sipërfaqen e metalit. Prandaj, korrozioni metalik vazhdon nën shtresën e ndryshkut që është formuar.

Kur metalet bien në kontakt me ajrin e lagësht, ato janë gjithmonë subjekt korrozioni, por shumë faktorë ndikojnë në shkallën e ndryshkjes. Ndër to janë: prania e papastërtive në metal; prania e acideve ose elektroliteve të tjera në tretësirat që vijnë në kontakt me sipërfaqen e hekurit; oksigjeni që përmbahet në këto tretësirë.

Mekanizmi i korrozionit elektrokimik të një sipërfaqeje metalike

Në shumicën e rasteve, korrozioni është një proces elektrokimik. Në sipërfaqen e metalit formohen qeliza elektrokimike, në të cilat zona të ndryshme veprojnë si zona oksidimi dhe zona reduktimi.

Më poshtë janë dy reagime të procesit të ndryshkjes redoks:

Ekuacioni i përgjithshëm për reaksionin e korrozionit të hekurit mund të shkruhet si më poshtë:

Skematikisht, proceset që ndodhin në sipërfaqen e hekurit ose çelikut gjatë kontaktit me ujin mund të përfaqësohen si më poshtë:

Përqendrimi i oksigjenit të tretur në një pikë uji përcakton se cilat zona në sipërfaqen e metalit janë vendi i reduktimit dhe cilat janë vendi i oksidimit.

Në skajet e pikës, ku përqendrimi i oksigjenit të tretur është më i lartë, oksigjeni reduktohet në jone hidroksid.

Elektronet e nevojshme për të reduktuar oksigjenin lëvizin nga qendra e pikës, ku çlirohen gjatë oksidimit të hekurit dhe ku përqendrimi i oksigjenit të tretur është i ulët. Jonet e hekurit kalojnë në tretësirë. Elektronet e lëshuara lëvizin përgjatë sipërfaqes së metalit deri në skajet e rënies.

Sa më sipër shpjegon pse korrozioni është më i rëndë në qendër të një pike uji ose nën një shtresë bojë: këto janë zona ku furnizimi me oksigjen është i kufizuar. Këtu formohen të ashtuquajturat "predha", në të cilat Hekuri kalon në tretësirë.

Ndryshku si i tillë lind si rezultat i një sekuence procesesh dytësore në një tretësirë ​​në të cilën jonet e hekurit dhe jonet hidroksid shpërndahen nga sipërfaqja e metalit. Asnjë shtresë mbrojtëse nuk formohet në sipërfaqe.

Aktiviteti i reaksionit të reduktimit të oksigjenit varet nga aciditeti i mjedisit, kështu që korrozioni përshpejtohet në një mjedis acid. Çdo papastërti kripe, si kloruri i natriumit në spërkatjen e ujit të detit, kontribuon në formimin e ndryshkut sepse rrisin përçueshmërinë elektrike të ujit.

Problemi i korrozionit mund të mos zgjidhet kurrë plotësisht dhe më e mira që mund të shpresohet është ta ngadalësoni, jo ta ndaloni.

Metodat e mbrojtjes nga korrozioni

Sot ka disa mënyra për të parandaluar korrozionin.

Ndarja e metalit nga një mjedis agresiv - lyerja, lubrifikimi me vajra, veshja me metale joaktive ose smalt (I), Sjellja e sipërfaqes së metaleve në kontakt me metale më aktive (II). Përdorimi i frenuesve të korrozionit (frenuesit e korrozionit) dhe lidhjeve rezistente ndaj korrozionit (III).

I. Mënyra më e thjeshtë për të mbrojtur çelikun nga korrozioni është izolimi i metalit nga ajri atmosferik. Kjo mund të bëhet duke përdorur vaj, yndyrë ose duke aplikuar një shtresë mbrojtëse bojë.

Veshjet mbrojtëse të bëra nga polimere organike tani përdoren gjerësisht. Veshja mund të bëhet me ngjyra të ndryshme dhe është një zgjidhje mjaft fleksibël për problemin e korrozionit. Edhe një vështrim i shpejtë i gjërave që na rrethojnë në jetën e përditshme jep shumë shembuj të një zgjidhjeje të tillë: një frigorifer, një tharëse enësh, një tabaka, një biçikletë, etj.

II. Ndonjëherë hekuri është i veshur me një shtresë të hollë të një metali tjetër. Disa prodhues bëjnë trupat e makinave nga çeliku i zinkuar i veshur me zink. Me këtë trajtim, formohet një shtresë oksidi zinku i ngjitur fort në bazë dhe nëse veshja galvanike nuk dëmtohet, mbron mirë nga servisberry.

Edhe nëse një shtresë e tillë ka të meta, trupi prej çeliku i makinës është ende i mbrojtur nga shkatërrimi i shpejtë, sepse në këtë sistem zinku gërryhet më shumë se hekuri, pasi zinku është një metal më reaktiv se hekuri. Në këtë rast sakrifikohet zinku. Një nga propozimet më të hershme për përdorimin e metaleve sakrifikuese ("flijuese") u bë në 1824 për të mbrojtur veshjen metalike të bykëve të anijeve detare nga korrozioni.

Sot, blloqet e zinkut përdoren për të mbrojtur platformat e naftës në det të hapur nga korrozioni: korrozioni nga strukturat e shtrenjta, komplekse të çelikut transferohet në copa metali që zëvendësohen lehtësisht. Cili është parimi i një mbrojtjeje të tillë? Le ta ilustrojmë duke përdorur një diagram.

Në intervale të caktuara përgjatë gjithë mbështetjes që është në det, ngjiten blloqe zinku. Meqenëse zinku është më aktiv se hekuri (i vendosur në të majtë në serinë e tensionit elektrokimik), zinku oksidohet kryesisht dhe sipërfaqja e hekurit mbetet kryesisht e paprekur. Në parim, çdo metal i vendosur në të majtë të hekurit në serinë e tensionit elektrokimik mund të përdoret për të mbrojtur produktet e çelikut.

Një parim i ngjashëm përdoret për të mbrojtur strukturat e betonit të armuar të ndërtesave të banimit, në të cilat të gjitha shufrat e hekurit janë të lidhura me njëra-tjetrën dhe të lidhura me një copë magnezi të varrosur në tokë.

III. Një zgjidhje shumë e zakonshme për problemin e mbrojtjes nga korrozioni është përdorimi i lidhjeve rezistente ndaj korrozionit. Shumë produkte çeliku të përdorura në jetën e përditshme, veçanërisht ato që janë në kontakt të vazhdueshëm me ujin: enë kuzhine, lugë, pirunë, thika, vaskë lavatriçe, etj. - prej çeliku inox, i cili nuk kërkon mbrojtje shtesë.

Çeliku i fortë u shpik në vitin 1913 nga kimisti i Sheffield, Harry Brearley. Ai hetoi konsumimin e shpejtë të tytës së pushkës dhe vendosi të provonte çelik me përmbajtje të lartë krom për të parë nëse ishte e mundur të zgjatej jeta e armës në këtë mënyrë.

Në mënyrë tipike, gjatë analizimit të çelikut, mostra shpërndahej në acid. Brearley, duke kryer një analizë të tillë, hasi në vështirësi të papritura. Çeliku i tij, me përmbajtjen e tij të lartë të kromit, nuk u tret. Ai gjithashtu vuri re se mostrat e mbetura në laborator ruajtën shkëlqimin e tyre origjinal. Brearley e kuptoi menjëherë se ai kishte shpikur një çelik që ishte rezistent ndaj korrozionit.

Shpikja e Harry Briarley hasi në disa paragjykime. Një nga prodhuesit kryesorë të enëve metalike të Sheffield mendoi se ideja e Briarley ishte "kundër natyrës" dhe një tjetër tha se "rezistenca ndaj korrozionit nuk është një avantazh i madh në thikat që kërkojnë pastrim pas çdo përdorimi". Sot e marrim si të mirëqenë që enët e gatimit ruajnë shkëlqimin dhe nuk ndikohen nga acidet që përmbajnë ushqimet.

Inox çeliku nuk gërryhet sepse në sipërfaqen e tij formohet një shtresë e oksidit të kromit (III). Ndryshe nga ndryshku, ky oksid nuk ndikohet nga uji dhe ngjitet fort në sipërfaqen e metalit. Me një trashësi prej vetëm disa nanometrash, filmi oksid është i padukshëm për syrin e lirë dhe nuk fsheh shkëlqimin natyral të metalit. Në të njëjtën kohë, është i padepërtueshëm nga ajri dhe uji dhe mbron metalin. Për më tepër, nëse gërvishtni filmin sipërfaqësor, ai do të rikuperohet shpejt.

Fatkeqësisht, çeliku inox është i shtrenjtë dhe këtë duhet ta marrim parasysh kur zgjedhim se cilin çelik të përdorim. Në teknologjinë moderne, çeliku shumë rezistent përdoret më shpesh me përbërjen e mëposhtme: 74% hekur, 18% krom, 8% nikel.

Meqenëse përdorimi i çelikut inox nuk është gjithmonë i justifikuar ekonomikisht, siç është përdorimi i shtresave mbrojtëse të lubrifikantëve dhe bojrave, sot mjaft shpesh përdorin një shtresë të hollë zinku (hekur i galvanizuar) ose kallaj (hekur i konservuar) për të veshur produktet e hekurit. Kjo e fundit përdoret shumë shpesh në prodhimin e ushqimeve të konservuara.

Metoda e mbrojtjes së ushqimit të konservuar duke veshur sipërfaqen e brendshme metalike me kallaj u propozua nga anglezi Peter Durand. Me një mbrojtje të tillë, ushqimi i konservuar mbetet i ngrënshëm për një kohë të gjatë. Fatkeqësisht, industria e ushqimit dhe pijeve të konservuara nuk është pa sfida. Produkte të ndryshme krijojnë mjedise të ndryshme brenda kanaçes, të cilat kanë efekte të ndryshme në metal dhe mund të shkaktojnë korrozion.

Në fillim të shekullit të 20-të, birra e konservuar filloi të prodhohej. Megjithatë, produkti i ri nuk pati sukses të menjëhershëm dhe arsyeja për këtë ishte se bankat po shkatërroheshin nga brenda. Shtresa e hollë e kallajit që përdorej për të mbuluar kavanozët shumë rrallë dilte e fortë. Më shpesh kishte të meta të vogla. Në një tretësirë ​​ujore, hekuri oksidohet më shpejt se kallaji (për shkak të aktivitetit të tij më të lartë). Jonet e hekurit Fe 2+ tretur në birrë (që në përgjithësi është një ilaç i mirë për aneminë) dhe i dha pijes një shije metalike, dhe përveç kësaj, uli transparencën e saj. Kjo zvogëloi popullaritetin e birrës së konservuar. Megjithatë, prodhuesit arritën ta kapërcejnë këtë problem pasi filluan të lyejnë pjesën e brendshme të kanaçeve me një llak organik të veçantë inert.

Frutat e konservuara përmbajnë acide organike, të tilla si acidi citrik. Në tretësirë, këto acide nxisin lidhjen e joneve të kallajit Sn 2+ dhe në këtë mënyrë rritet shpejtësia e tretjes së veshjes së kallajit, kështu që te frutat e konservuara (pjeshkë, etj.) kallaji kryesisht gërryhet. Jonet e kallajit që hyjnë në ushqim në këtë mënyrë janë jo toksike. Ato nuk ndryshojnë ndjeshëm shijen e frutave të konservuara, përveçse u japin atyre një amëz ishullore. Megjithatë, nëse një kavanoz i tillë ruhet për një kohë të gjatë, mund të shfaqen probleme. Shtresa e hollë e kallajit, e cila oksidohet, përfundimisht do të shembet nën ndikimin e acideve organike dhe do të fillojë të gërryejë shtresën e hekurit mjaft shpejt.

"Metodat e mbrojtjes së metaleve nga korrozioni" - Mbrojtja sakrifikuese galvanike. Korrozioni kimik. Mekanizmi i korrozionit. Shumë metale gërryhen. Anoda është shkatërruar. Mbulimi i ndryshkut. Fosfatimi. Procesi i korrozionit. Humbje. Sipërfaqet. Plasaritja nga korrozioni. Korrozioni elektrokimik. Mbrojtja nga korrozioni. Zingim i ftohtë.

"Korrozioni i metaleve dhe llojet e tij" - Klasifikimi i llojeve të korrozionit. Detyrat njohëse. epruveta. Përvoja laboratorike. Faktorët që provokojnë procesin e korrozionit. Korrozioni. Proceset që ndodhin në katodë. Procesi i korrozionit. Intensiteti i korrozionit. Metodat e mbrojtjes nga korrozioni. Shembuj të mbrojtjes së produkteve metalike. Detyrë shpikëse. Detyrat.

"Korozioni i metaleve" - ​​Pse nevojiten metalet? Shkatërrimi i metaleve dhe lidhjeve nën ndikimin e mjedisit quhet korrozioni. Vetitë fizike të metaleve. Korrozioni i metaleve Metodat e përftimit të metaleve. Elektroliza. Lidhje metalike. Nga dy metalet, më aktivi gërryhet. Vetitë e përgjithshme fizike të metaleve. Vetitë kimike të metaleve.

"Llojet e korrozionit të metaleve" - ​​Seritë elektrokimike të sforcimeve të metaleve. Korrozioni elektrokimik. Korrozioni. Llojet e mbrojtjes nga korrozioni. Korrozioni kimik. Monumentet. Miu i ndryshkur. Metodat e mbrojtjes nga korrozioni. Llojet e korrozionit. Korrozioni i metaleve. Rrezik.

“Procesi i korrozionit të metaleve” - Metalet e nëngrupeve dytësore. Korrozioni i metaleve. Karakteristikat e korrozionit të metaleve. Korrozioni - një mi i kuq, që gërryen një skrap metali. Shkatërrimi spontan i metaleve dhe lidhjeve. Metodat e mbrojtjes nga korrozioni. Korrozioni elektrokimik. Llojet e korrozionit. Korrozioni kimik. Agjentët reduktues janë metalet. Alumini.

“Korrozioni i metaleve” - Faza praktike. Metodat e mbrojtjes nga korrozioni. Kushtet e favorshme për korrozionin galvanik. Rritja e temperaturës. Faza historike. Mekanizmi i korrozionit elektrokimik. Sa më aktiv të jetë metali, aq më i ndjeshëm është ai ndaj korrozionit. Faktorët që shkaktojnë korrozion. Korrozioni ndikon negativisht në jetën dhe shëndetin e njerëzve.

Janë 9 prezantime gjithsej

Materialet metalike nën ndikimin kimik ose elektrokimik të mjedisit i nënshtrohen shkatërrimit, i cili quhet korrozioni. Korrozioni i metaleve shkaktohet, si rezultat i së cilës metalet kalojnë në formë të oksiduar dhe humbasin vetitë e tyre, gjë që i bën materialet metalike të papërdorshme.

Janë 3 veçori që karakterizojnë korrozioni:

• Korrozioni- Nga pikëpamja kimike, ky është një proces redoks.
• Korrozioniështë një proces spontan që ndodh për shkak të paqëndrueshmërisë së komponentëve metalikë të sistemit termodinamik.
• Korrozioniështë një proces që zhvillohet kryesisht në sipërfaqen e metalit. Sidoqoftë, është e mundur që korrozioni të depërtojë thellë në metal.

Llojet e korrozionit të metaleve

Më të zakonshmet janë të mëposhtmet llojet e korrozionit të metaleve:

1. Uniform - mbulon të gjithë sipërfaqen në mënyrë të barabartë
2. I pabarabartë
3. Zgjedhore
4. Njollat ​​lokale - zonat individuale të sipërfaqes janë të gërryera
5. Ulcerative (ose gropa)
6. Vend
7. Ndërkristalor - përhapet përgjatë kufijve të një kristali metalik
8. Plasaritje
9. Nën sipërfaqe

Nga pikëpamja e mekanizmit të procesit të korrozionit, mund të dallohen dy lloje kryesore të korrozionit: kimike dhe elektrokimike.

Korrozioni kimik i metaleve

Korrozioni kimik i metaleve - ky është rezultat i shfaqjes së reaksioneve të tilla kimike në të cilat, pas shkatërrimit të lidhjes metalike, formohen atomet metalike dhe atomet që janë pjesë e agjentëve oksidues. Në këtë rast, asnjë rrymë elektrike nuk ndodh midis seksioneve individuale të sipërfaqes metalike. Ky lloj korrozioni është i natyrshëm në mediat që nuk janë të afta të përçojnë rrymë elektrike - këto janë gazra dhe jo-elektrolite të lëngshme.

Korrozioni kimik i metaleve mund të jetë gaz ose lëng.

Korrozioni i metaleve me gaz – ky është rezultat i veprimit të mjediseve agresive të gazit ose avullit në metal në temperatura të larta, në mungesë të kondensimit të lagështirës në sipërfaqen e metalit. Këto janë, për shembull, oksigjeni, dioksidi i squfurit, sulfidi i hidrogjenit, avujt e ujit, halogjenet. Një korrozion i tillë në disa raste mund të çojë në shkatërrimin e plotë të metalit (nëse metali është aktiv), dhe në raste të tjera mund të formohet një film mbrojtës në sipërfaqen e tij (për shembull, alumini, krom, zirkon).

Korrozioni i lëngshëm i metaleve – mund të ndodhë në jo-elektrolite si vaji, vajrat lubrifikues, vajguri, etj. Ky lloj korrozioni, në prani edhe të një sasie të vogël lagështie, mund të marrë lehtësisht natyrë elektrokimike.

Për korrozionin kimik Shpejtësia e shkatërrimit të metalit është proporcionale me shpejtësinë me të cilën agjenti oksidues depërton në filmin e oksidit të metalit që mbulon sipërfaqen e tij. Filmat e oksidit të metalit mund ose nuk mund të shfaqin veti mbrojtëse, gjë që përcaktohet nga vazhdimësia.

Vazhdimësia një film i tillë vlerësohet të jetë Faktori Pilling-Badwords: (α = V ok / V Unë) në lidhje me vëllimin e oksidit të formuar ose ndonjë përbërje tjetër me vëllimin e metalit të shpenzuar për formimin e këtij oksidi

α = V ok /V Ме = М ok ·ρ Ме /(n·A Me ·ρ ok),

ku V ok është vëllimi i oksidit të formuar

V Me është vëllimi i metalit të konsumuar për të formuar oksidin

M ok – masa molare e oksidit të formuar

ρ Me – dendësia e metalit

n – numri i atomeve të metaleve

A Me është masa atomike e metalit

ρ ok - dendësia e oksidit të formuar

Filmat oksid, të cilët α < 1 , nuk janë të vazhdueshme dhe përmes tyre oksigjeni depërton lehtësisht në sipërfaqen e metalit. Filma të tillë nuk e mbrojnë metalin nga korrozioni. Ato formohen nga oksidimi i metaleve alkaline dhe tokës alkaline (përveç beriliumit) me oksigjen.

Filmat oksid, të cilët 1 < α < 2,5 janë të ngurta dhe janë në gjendje të mbrojnë metalin nga korrozioni.

Me vlera α > 2.5 kushti i vazhdimësisë nuk plotësohet më, si rezultat i të cilave filma të tillë nuk e mbrojnë metalin nga shkatërrimi.

Më poshtë janë vlerat α për disa okside metali

Korrozioni elektrokimik i metaleve

Korrozioni elektrokimik i metaleveështë procesi i shkatërrimit të metaleve në mjedise të ndryshme, i cili shoqërohet me shfaqjen e një rryme elektrike brenda sistemit.

Me këtë lloj korrozioni, një atom hiqet nga rrjeta kristalore si rezultat i dy proceseve të shoqëruara:

• Anoda – metali në formë jonesh kalon në tretësirë.
• katodike – Elektronet e formuara gjatë procesit anodik lidhen nga një depolarizues (substanca është një agjent oksidues).

Procesi i heqjes së elektroneve nga vendet e katodës quhet depolarizimi, dhe substancat që nxisin largimin quhen depolarizuesit.

Më i përhapuri korrozioni i metaleve me depolarizimin e hidrogjenit dhe oksigjenit.

Depolarizimi i hidrogjenit kryhet në katodë gjatë korrozionit elektrokimik në një mjedis acid

2H + +2e - = H2 shkarkimi i joneve të hidrogjenit

2H 3 O + +2e - = H 2 + 2H 2 O

Depolarizimi i oksigjenit kryhet në katodë gjatë korrozionit elektrokimik në një mjedis neutral

O 2 + 4H + +4e - = H 2 O reduktimi i oksigjenit të tretur

O 2 + 2H 2 O + 4e - = 4OH -

Të gjitha metalet, në lidhje me korrozioni elektrokimik, mund të ndahen në 4 grupe, të cilat përcaktohen nga vlerat e tyre:

1. Metalet aktive (paqëndrueshmëria e lartë termodinamike) - këto janë të gjitha metalet që janë në rangun e metaleve alkali - kadmium (E 0 = -0,4 V). Korrozioni i tyre është i mundur edhe në mjedise ujore neutrale në të cilat nuk ka oksigjen ose agjentë të tjerë oksidues.
2. Metalet me aktivitet të ndërmjetëm (paqëndrueshmëria termodinamike) - ndodhet midis kadmiumit dhe hidrogjenit (E 0 = 0.0 V). Në mjedise neutrale, në mungesë të oksigjenit, ato nuk korrodohen, por i nënshtrohen korrozionit në mjedise acidike.
3. Metalet me pak aktiv (stabiliteti termodinamik i ndërmjetëm) - janë ndërmjet hidrogjenit dhe rodiumit (E 0 = +0,8 V). Ato janë rezistente ndaj korrozionit në mjedise neutrale dhe acide në të cilat nuk ka oksigjen ose agjentë të tjerë oksidues.
4. Metalet fisnike (stabilitet i lartë termodinamik) - ari, platini, iridiumi, paladiumi. Ato mund t'i nënshtrohen korrozionit vetëm në mjedise acidike në prani të agjentëve të fortë oksidues.

Korrozioni elektrokimik mund të ndodhë në mjedise të ndryshme. Në varësi të natyrës së mjedisit, dallohen llojet e mëposhtme të korrozionit elektrokimik:

• Korrozioni në tretësirat e elektroliteve- në tretësirat e acideve, bazave, kripërave, në ujë natyral.
• Korrozioni atmosferik– në kushte atmosferike dhe në çdo mjedis me gaz të lagësht. Ky është lloji më i zakonshëm i korrozionit.

Për shembull, kur hekuri ndërvepron me përbërësit e mjedisit, disa nga seksionet e tij shërbejnë si anodë, ku ndodh oksidimi i hekurit, dhe të tjerët shërbejnë si katodë, ku ndodh reduktimi i oksigjenit:

Përgjigje: Fe – 2e – = Fe 2+

K: O 2 + 4H + + 4e - = 2H 2 O

Katoda është sipërfaqja ku rrjedha e oksigjenit është më e madhe.

• Korrozioni i tokës– në varësi të përbërjes së tokës, si dhe ajrimit të saj, korrozioni mund të ndodhë pak a shumë intensivisht. Tokat acide janë më agresive, ndërsa tokat ranore janë më pak.
• Korrozioni i ajrimit— ndodh kur ka akses të pabarabartë të ajrit në pjesë të ndryshme të materialit.
• Korrozioni detar– ndodh në ujin e detit për shkak të pranisë së kripërave, gazrave dhe substancave organike të tretura në të .
• Biokorozion– ndodh si rezultat i aktivitetit të baktereve dhe organizmave të tjerë që prodhojnë gazra si CO 2, H 2 S etj., të cilat kontribuojnë në korrozionin e metaleve.
• Elektrkorrozioni– ndodh nën ndikimin e rrymave endacake në strukturat nëntokësore, si rezultat i funksionimit të hekurudhave elektrike, linjave të tramvajit dhe njësive të tjera.

Metodat e mbrojtjes nga korrozioni i metaleve

Metoda kryesore e mbrojtjes së metalit nga korrozioni është krijimi i veshjeve mbrojtëse– metalike, jometalike ose kimike.

Veshje metalike.

Veshje metalike aplikohet në metalin që duhet të mbrohet nga korrozioni me një shtresë të një metali tjetër që është rezistent ndaj korrozionit në të njëjtat kushte. Nëse veshja metalike është prej metali me më shumë potencial negativ ( më aktive ) se i mbrojturi quhet veshje anodike. Nëse veshja metalike është prej metali me potencial më pozitiv(më pak aktiv) se i mbrojturi, atëherë quhet veshja e katodës.

Për shembull, kur aplikoni një shtresë zinku në hekur, nëse komprometohet integriteti i veshjes, zinku vepron si një anodë dhe do të shkatërrohet, ndërsa hekuri mbrohet derisa të përdoret i gjithë zinku. Veshja e zinkut është në këtë rast anodike.

Katodë Veshja për të mbrojtur hekurin mund të jetë, për shembull, bakër ose nikel. Nëse integriteti i një shtrese të tillë cenohet, metali i mbrojtur shkatërrohet.

Veshje jo metalike.

Veshje të tilla mund të jenë inorganike (llaç çimentoje, masë qelqi) dhe organike (përbërje me peshë të lartë molekulare, llaqe, bojëra, bitum).

Veshje kimike.

Në këtë rast, metali i mbrojtur i nënshtrohet trajtimit kimik në mënyrë që të formojë një film rezistent ndaj korrozionit të përbërjes së tij në sipërfaqe. Kjo perfshin:

oksidimi – marrja e filmave të qëndrueshëm të oksidit (Al 2 O 3, ZnO, etj.);

duke fosfatuar – marrja e një filmi mbrojtës të fosfateve (Fe 3 (PO 4) 2, Mn 3 (PO 4) 2);

nitriding – sipërfaqja e metalit (çelikut) është e ngopur me azot;

bluarja – sipërfaqja metalike ndërvepron me substanca organike;

çimentimi – duke marrë në sipërfaqen e metalit lidhjen e tij me karbonin.

Ndryshimi i përbërjes së metalit teknik gjithashtu ndihmon në rritjen e rezistencës së metalit ndaj korrozionit. Në këtë rast, komponimet futen në metal që rrisin rezistencën e tij ndaj korrozionit.

Ndryshimet në përbërjen e mjedisit gërryes(futja e frenuesve të korrozionit ose heqja e papastërtive nga mjedisi) është gjithashtu një mjet për të mbrojtur metalin nga korrozioni.

Mbrojtje elektrokimike bazohet në lidhjen e strukturës së mbrojtur me katodën e një burimi të jashtëm të rrymës direkte, si rezultat i së cilës bëhet katodë. Anoda është hekurishte, e cila, kur shkatërrohet, mbron strukturën nga korrozioni.

Mbrojtja e shkelës – një nga llojet e mbrojtjes elektrokimike – është si më poshtë.

Pllaka të një metali më aktiv, të quajtur mbrojtës. Mbrojtësi - një metal me një potencial më negativ - është anoda, dhe struktura e mbrojtur është katoda. Lidhja e mbrojtësit dhe strukturës së mbrojtur me një përcjellës të rrymës çon në shkatërrimin e mbrojtësit.