Зэврэлтийн түвшин нь гадаад орчны нөхцөл, материалын дотоод шинж чанараас хамаардаг олон хүчин зүйлийн үзүүлэлт юм. Норматив болон техникийн баримт бичигт тоног төхөөрөмж, барилгын байгууламжийг ажиллуулах явцад металлын эвдрэлийн зөвшөөрөгдөх хэмжигдэхүүнд тодорхой хязгаарлалтууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн асуудалгүй ажиллагааг хангах. Инженерийн хувьд зэврэлтийн түвшинг тодорхойлох бүх нийтийн арга байдаггүй. Энэ нь бүх хүчин зүйлийг харгалзан үзэхэд төвөгтэй байдагтай холбоотой юм. Хамгийн найдвартай арга бол тухайн байгууламжийн ашиглалтын түүхийг судлах явдал юм.
Шалгуур
Одоогоор инженерийн дизайнд зэврэлтийн хэд хэдэн түвшинг ашиглаж байна:
- Үнэлгээний шууд аргын дагуу: нэгж гадаргууд ногдох металл хэсгийн массын бууралт - жингийн үзүүлэлт (1 м2 тутамд 1 цаг тутамд граммаар хэмжсэн); гэмтлийн гүн (эсвэл зэврэлтийн процессын нэвчилт), мм / жил; зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний ялгарах хийн фазын хэмжээ; анхны зэврэлтийн гэмтэл гарч ирэх хугацаа; нэгж талбайд ногдох зэврэлтийн төвийн тоотодорхой хугацаанд гарч ирсэн гадаргуу.
- Шууд бусаар тооцоолсон: цахилгаан химийн зэврэлтийн гүйдлийн хүч; цахилгаан эсэргүүцэл; физик болон механик шинж чанарын өөрчлөлт.
Эхний шууд үнэлгээний үзүүлэлт нь хамгийн түгээмэл.
Тооцооны томьёо
Ерөнхий тохиолдолд металлын зэврэлтийн хурдыг тодорхойлдог жингийн алдагдлыг дараах томъёогоор олно:
Vkp=q/(St), энд q нь металлын массын бууралт, g;
S – материалыг шилжүүлсэн гадаргуугийн талбай, m2;
t – хугацаа, цаг
Хуудас болон түүгээр хийсэн бүрхүүлийн хувьд гүний индексийг (мм/жил) тодорхойлно:
H=m/t, м нь метал руу нэвтрэх гүн.
Дээр дурдсан эхний болон хоёр дахь үзүүлэлтүүдийн хооронд дараах хамаарал байна:
H=8, 76Vkp/ρ, энд ρ нь материалын нягт юм.
Зэврэлтэнд нөлөөлдөг гол хүчин зүйлс
Дараах бүлэг хүчин зүйлүүд металлын эвдрэлийн хурдад нөлөөлдөг:
- дотоод, материалын физик-химийн шинж чанартай холбоотой (фазын бүтэц, химийн найрлага, хэсгийн гадаргуугийн барзгар байдал, материал дахь үлдэгдэл ба ашиглалтын стресс болон бусад);
- гадаад (байгаль орчны нөхцөл, идэмхий бодисын хөдөлгөөний хурд, температур, агаар мандлын найрлага, дарангуйлагч эсвэл өдөөгч бодис байгаа эсэх болон бусад);
- механик (зэврэлтээс үүсэх ан цав үүсэх, мөчлөгийн ачааллын нөлөөн дор металыг устгах,хөндий ба зэврэлт);
- дизайны онцлогууд (металлын зэрэглэлийн сонголт, эд анги хоорондын зай, барзгар байдлын шаардлага).
Физик ба химийн шинж чанар
Зэврэлтийн хамгийн чухал дотоод хүчин зүйлүүд нь:
- Термодинамик тогтвортой байдал. Үүнийг усан уусмалд тодорхойлохын тулд абсцисса тэнхлэгийн дагуу орчны рН, ординатын тэнхлэгийн дагуу исэлдэлтийн потенциалыг харуулсан Pourbaix диаграммыг ашиглана. Эерэг чиглэлд боломжит шилжилт нь материалын илүү тогтвортой байдлыг илэрхийлдэг. Урьдчилсан байдлаар энэ нь металлын хэвийн тэнцвэрт потенциал гэж тодорхойлогддог. Бодит байдал дээр материалууд өөр өөр хурдаар зэвэрдэг.
- Химийн элементүүдийн үелэх систем дэх атомын байрлал. Зэврэлтэнд хамгийн өртөмтгий металлууд нь шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металууд юм. Атомын тоо нэмэгдэх тусам зэврэлтийн хурд буурдаг.
- Болор бүтэц. Энэ нь устгалд хоёрдмол утгатай нөлөө үзүүлдэг. Бүдүүн ширхэгтэй бүтэц нь зэврэлтийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэггүй боловч үр тарианы хил хязгаарыг мөхлөг хоорондын сонгомол устгалыг хөгжүүлэхэд таатай байдаг. Фазын нэгэн төрлийн тархалттай металл ба хайлш нь жигд зэврдэг бол жигд бус тархалттай нь фокусын механизмын дагуу зэврүүлдэг. Фазуудын харилцан зохицуулалт нь түрэмгий орчинд анод ба катодын үүргийг гүйцэтгэдэг.
- Болор тор дахь атомуудын энергийн нэгэн төрлийн бус байдал. Хамгийн их энергитэй атомууд нүүрний буланд байрладагбичил барзгар байдал ба химийн зэврэлтийн үед уусах идэвхтэй төвүүд юм. Тиймээс металл эд ангиудыг болгоомжтой боловсруулах (нунтаглах, өнгөлөх, өнгөлөх) зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нөлөөг мөн гөлгөр гадаргуу дээр илүү нягтралтай, тасралтгүй ислийн хальс үүсгэдэгтэй холбон тайлбарладаг.
Дунд хүчиллэгийн нөлөө
Химийн зэврэлтэнд устөрөгчийн ионы концентраци дараах цэгүүдэд нөлөөлдөг:
- зэврэлтийн бүтээгдэхүүний уусах чадвар;
- хамгаалалтын ислийн хальс үүсэх;
- металл устгалын хурд.
РН нь 4-10 нэгж (хүчиллэг уусмал) хооронд байх үед төмрийн зэврэлт нь тухайн объектын гадаргуу руу хүчилтөрөгчийн нэвтрэлтийн эрчмээс хамаарна. Шүлтлэг уусмалд зэврэлт нь гадаргууг идэвхгүйжүүлснээр эхлээд буурч, дараа нь рН >13 үед хамгаалалтын ислийн хальс ууссаны үр дүнд нэмэгддэг.
Металлын төрөл бүрийн хувьд уусмалын хүчиллэг чанараас устгалын эрч хүч нь өөрийн гэсэн хамааралтай байдаг. Эрхэм металлууд (Pt, Ag, Au) нь хүчиллэг орчинд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Zn, Al нь хүчил, шүлтлэгт хоёуланд нь хурдан устдаг. Ni болон Cd нь шүлтэнд тэсвэртэй боловч хүчилд амархан зэврүүлдэг.
Саармаг уусмалын найрлага ба концентраци
Саармаг уусмал дахь зэврэлтийн хурд нь давсны шинж чанар болон түүний концентрацаас ихээхэн хамаардаг:
- Давсны гидролизийн үедидэмхий орчинд метал устгах идэвхижүүлэгч эсвэл удаашруулагч (дарангуйлагч) үүрэг гүйцэтгэдэг ионууд үүсдэг.
- РН-ийг нэмэгдүүлдэг нэгдлүүд нь устгах үйл явцын хурдыг нэмэгдүүлдэг (жишээлбэл, содын үнс), хүчиллэгийг бууруулдаг бодисууд (аммонийн хлорид) бууруулдаг.
- Уусмалд хлорид ба сульфат байгаа тохиолдолд давсны тодорхой концентрацид хүрэх хүртэл устгал идэвхждэг (энэ нь хлорид ба хүхрийн ионы нөлөөн дор анодын процесс эрчимжиж байгаатай холбоотой) ба дараа нь хүчилтөрөгчийн уусах чадвар буурсантай холбоотойгоор аажмаар буурдаг.
Зарим төрлийн давс нь уусдаггүй хальс үүсгэх чадвартай (жишээлбэл, төмрийн фосфат). Энэ нь металыг цаашид устгахаас хамгаалахад тусалдаг. Энэ шинж чанарыг зэв саармагжуулагч түрхэхэд ашигладаг.
Зэврэлтийг саатуулагч
Зэврэлтийг дарангуйлагч (эсвэл дарангуйлагч) нь исэлдэлтийн процесст үзүүлэх үйл ажиллагааны механизмаараа ялгаатай:
- Анод. Тэдний ачаар идэвхгүй хальс үүсдэг. Энэ бүлэгт хромат ба бихромат, нитрат, нитрит дээр суурилсан нэгдлүүд орно. Сүүлийн төрлийн дарангуйлагч нь эд ангиудын харилцан үйлчлэлийн хамгаалалтад ашиглагддаг. Анод зэврэлтийг дарангуйлагчийг ашиглахдаа эхлээд тэдгээрийн хамгийн бага хамгаалалтын концентрацийг тодорхойлох шаардлагатай, учир нь бага хэмжээгээр нэмэх нь устгалын хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
- Катод. Тэдний үйл ажиллагааны механизм нь хүчилтөрөгчийн концентрацийг бууруулж, улмаар катодын үйл явц удаашрахад суурилдаг.
- Хамгаалах. Эдгээр дарангуйлагчид уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэн металлын гадаргууг тусгаарлаж, хамгаалалтын давхарга хэлбэрээр хадгалдаг.
Сүүлийн бүлэгт оксидыг цэвэрлэхэд ашигладаг зэв саармагжуулагч орно. Тэд ихэвчлэн фосфорын хүчил агуулдаг. Түүний нөлөөн дор металлын фосфатжилт үүсдэг - уусдаггүй фосфатын хүчтэй хамгаалалтын давхарга үүсдэг. Саармагжуулагчийг шүршигч буу эсвэл булны тусламжтайгаар хэрэглэнэ. 25-30 минутын дараа гадаргуу нь цагаан саарал өнгөтэй болно. Найрлага хатсаны дараа будаг, лак түрхэнэ.
Механик үйлдэл
Түрэмгий орчинд зэврэлт ихсэх нь дараах төрлийн механик үйлдлээр хөнгөвчилдөг:
- Дотоод (хөгц хийх эсвэл дулааны боловсруулалтын үед) ба гадаад (гаднаас өгөх ачааллын нөлөөн дор) хүчдэл. Үүний үр дүнд цахилгаан химийн нэг төрлийн бус байдал үүсч, материалын термодинамик тогтвортой байдал буурч, зэврэлтээс үүсэх хагарал үүсдэг. Исэлдүүлэгч анионууд, жишээлбэл, NaCl-ийн дэргэд суналтын ачааллын дор (перпендикуляр хавтгайд хагарал үүсдэг) устах нь ялангуяа хурдан явагддаг. Ийм төрлийн эвдрэлд өртөх төхөөрөмжүүдийн ердийн жишээ бол уурын зуухны хэсгүүд юм.
- Ээлжлэх динамик үйлдэл, чичиргээ (зэврэлтийн ядаргаа). Ядаргааны хязгаар эрчимтэй буурч, олон тооны бичил хагарал үүсч, дараа нь нэг том хагарал үүсдэг. Тообүтэлгүйтлийн мөчлөг нь метал ба хайлшийн химийн болон фазын найрлагаас ихээхэн хамаардаг. Насосны тэнхлэг, пүрш, турбины ир болон бусад төхөөрөмж ийм зэврэлтэнд өртдөг.
- Хэсгүүдийн үрэлт. Хурдан зэврэлт нь эд ангиудын гадаргуу дээрх хамгаалалтын хальсны механик элэгдэл, хүрээлэн буй орчинтой химийн харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг. Шингэн дэх устгалын хурд нь агаараас бага байдаг.
- Кавитацийн нөлөө. Вакуум бөмбөлгүүд үүссэний үр дүнд шингэний урсгалын тасралтгүй байдал зөрчигдөж, импульсийн нөлөөг бий болгох үед кавитаци үүсдэг. Үүний үр дүнд орон нутгийн байгальд гүн гүнзгий хохирол учирдаг. Энэ төрлийн зэврэлт нь химийн төхөөрөмжид ихэвчлэн ажиглагддаг.
Дизайн хүчин зүйлс
Түрэмгий нөхцөлд ажилладаг элементүүдийг төлөвлөхдөө дараах тохиолдолд зэврэлт ихэсдэгийг анхаарах хэрэгтэй:
- ижил төстэй металлууд хүрэлцэх үед (тэдгээрийн хоорондох электродын потенциалын ялгаа их байх тусам устгалын цахилгаан химийн процессын гүйдлийн хүч өндөр болно);
- механик стресс баяжуулагч (ховил, ховил, нүх болон бусад) байгаа тохиолдолд;
- боловсруулсан гадаргуугийн цэвэр байдал багатай, учир нь энэ нь орон нутгийн богино холболттой гальваник хосыг үүсгэдэг;
- аппаратын бие даасан хэсгүүдийн температурын мэдэгдэхүйц зөрүүтэй (дулааны гальваник эсүүд үүсдэг);
- зогсонги бүс (слот, завсар) байгаа үед;
- бүрдүүлэх үедүлдэгдэл стресс, ялангуяа гагнасан холбоосууд (тэдгээрийг арилгахын тулд дулааны боловсруулалт хийх шаардлагатай - анивчих).
Үнэлгээний аргууд
Түрэмгий орчинд металлын эвдрэлийн хурдыг үнэлэх хэд хэдэн арга байдаг:
- Лаборатори - бодит байдалд ойрхон зохиомлоор загварчилсан нөхцөлд дээжийг турших. Тэдний давуу тал нь танд суралцах хугацааг багасгах боломжийг олгодог.
- Талбай - байгалийн нөхцөлд эзэмшдэг. Тэд удаан хугацаа шаарддаг. Энэ аргын давуу тал нь цаашдын ашиглалтын нөхцөлд металлын шинж чанарын талаарх мэдээллийг олж авах явдал юм.
- Байгалийн орчинд бэлэн металл объектыг газар дээр нь турших.
