Металдар мен балқымалардың коррозиясы. Коррозия дегеніміз – металдардың агрессивті сыртқы орта әсерінен бүліну процесі. Химиялық машина жасаудың конструкторлы материалдары жоғары коррозияға тұрақтылық, яғни қоршаған ортаның коррозиялық қабілетіне қарсы тұру қабілетіне ие болуы керек.
Коррозиялық тұрақтылық әртүрлі факторларға тәуелді болғандықтан салыстырмалы ұғым: агрессивті орта түріне, химиялық активті компоненттердің құрылысынан, ортаның қозғалу жыдамдығынан, температура, қысым және т.б. мысалы, көміртекті болат концентрлі күкіт қышқылының әсеріне тұрақты, алайда сұйытылған күкірт қышқылы әсеріне тұрақсыз. Көптеген силикатты материалдар әртүрлі концентрациядағы күкірт қышқылы әсеріне тұрақты, алайда фторсутек әсеріне тұрақсыз.
Металдардың коррозиялық тұрақтылығы әртүрлі әдістермен анықталады. Ең кең таралған әдіс терең тоттану көрсеткіші болып табылады. Терең тоттну көрсеткіші – коррозия нәтижесінде жылдар өте металл қалыңдығының жұқаруын сипаттайтын шама.
Металдардың коррозиясы химиялық және электрохимиялық механизм бойынша өтуі мүмкін.
Электрохимиялық коррозия – металға электролит және ылғалды газдар әсер еткенде пайда болады және екі параллельді процестермен сипатталады: тотығу және тотықсыздану. Коррозияның бұл түрі электр тогы өту арқылы жүреді және нәтижесінде гальваникалық элементтер түзіледі. Коррозиялық бұзылулар металдардың біртектілігімен, қоспалардың болуымен, металл құрылысының немесе қорғағыштық қабатының бұзылуымен, ерітінді құрамының тұрақсыздығымен, әртүрлі бөлшектердің деформациялық теңсіздігімен, температура әртүрлілігімен және басқа факторларға байланысты.
Электрохимиялық коррозияның жылдамдығы ерітіндінің концентрациясы мен ерітіндінің қозғалу жылдамдығына, металдың құрамы мен құрылысына, анодтық және катодтық бөліктердегі коррозиялық өнімдердің ерігіштігі, температура, қысым және т.б. байланысты.
Химиялық коррозия – құрғақ газдардың және сұйық неэлектролиттердің металға әсері кезінде, сонымен қатар неметалға электролиттердің әсері кезінде пайда болады.
Химиялық коррозияға мысал ретінде газ коррозиясы жатады – жоғары температура және қысымда металдардың оттегі және басқа газдармен әрекеттесу процесі. Процесс нәтижесінде металл бетінде қорғағыштық қасиетке ие оксидті қабықша түзіледі. Бұндай қабықшаның қалыңдығы 1-5мм-ден милиметрдің ондық бөлшегіне дейін өзгере алады. Оксидтік қабықшаның сызықтық термиялық кеңею коэффицентіне (СТКК) металдың СТКК жақын болса қорғағыштық қасиеті жоғары болады.
Химиялық коррозияның жылдамдығы температура мен қысымға тәуелді.
Жоғары температура кезінде химиялық коррозия нәтижесінде көміртекті болаттың көміртексізденуі жүреді:
Fe3C + O2 = 3Fe +CO2
Fe3C + CO2 = 3Fe + 2CO
Fe3C +2H2O = 3Fe + CO2 + 2H
Жоғары температура және қысымда көміртексіздену гидрлену есебінен жүреді:
Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4
Салыстырмалы төмен температура және жоғары қысымда металға көміртек оксидінің әсер етуі нәтижесінде карбонилдар түзілуі жүреді:
Me +nCO = Me(CO)n
Химиялық машина жасаудағы құрылымдық материалдардың түрлері жайлы жалпыламалық тұрғыдан түсініктеме беріңіз.
Рылымдық материалдардың түрлері
Химиялық машина жасауда қолданылатын конструкциялық материалдар шартты түрде төрт класқа бөлінеді:
— болаттар;
— шойындар;
— түрлі түсті металдар және қорытпалар;
— металл емес материалдар немесе композициялық материалдар.
Болаттар
Болат темірдің құрамында 1-2% шамадан асырпайтын көміртекпен қорытпасы. Одан басқа болат құрамына кремний, марганец, сонымен қатар күкірттің және фосфордың қоспалары кіреді.
Болаттар химиялық құрамына байланысты бірнеше топқа бөлінеді:
— кәдімгі сапалы көміртекті;
— конструкциялы көміртекті;
— қоспаланғанконструкциялы және т.б.;
Шойын
Химиялық машина жасауда құрамына никель, хром, молибден, ванадий, титан, бор және т.б. қоспалаушы элементтер кіретін қоспаланған шойындарды кең қолданады.
Шойындарды барлық қоспалаушылардың жиынтығына қарай үш топқа бөледі:
— аз қоспаланған — қоспалаушылар 3%-ға дейін;
— орташа қоспалланған — қоспалаушылар 3-тен 10%-ға дейін;
— жоғары қоспаланған — қоспалаушылар 10%-дан көп.
