|
6.3.2. Водород коррозияси
Водород коррозияси ҳарорат 200
о
С дан, ва босим 300 МПа юқори бўлган
водородли муҳитларда кечадиган кўпгина технологик жараёнларга йўлдош
ҳисобланади. Кўмирни ва нефтни гидрирлаш, аммиак ва метанолни синтез
қилиш жараёнлари шулар жумласидандир. Металлнинг водород билан
жароҳатланиши икки хил кўринишда кузатилади: водородли мўртлашув ва
водородли коррозия. Кўпинча бу ҳодисаларнинг иккаласи бир йўла кузати-
лади. Агар газ таркибида аммиак бўлса, металлнинг азотланиш ҳодисаси ҳам
кузатилиши мумкин.
Металлнинг азот-водород аралашмаси билан юқори ҳарорат ва босим
шароитидаги контактида молекуляр водород металл сиртида диссоцияланади.
Ҳосил бўлган атом ҳолидаги водород металл кристалл панжарасида
диффузияланади ва унда эрийди. Температура пасайганда эрувчанликнинг
камайиши туфайли водород металл ичида газ ҳолатга ўтишга интилади.
Бундай ҳолатда металлда катта кучланиш вужудга келади ва унда
қайтмайдиган мўртлик келиб чиқади.
Водород коррозияси пўлатнинг карбид ташкил этувчиси билан
водороднинг ўзаро кимёвий таъсирлашуви натижасидир. Ташқаридан водород
коррозиясининг кўриниб қолиши пўлат сиртига зиён етмаган ҳолда
мустаҳкамлигининг кескин пасайишини билдиради. Водород коррозиясининг
ҳосил бўлишини қуйидаги бир неча ҳодисалар билан боғлайдилар:
•
металлнинг ташкил этувчиси бўлган цементит Fe
3
С нинг
қайтарилиши оқибатида пўлатнинг углеродсизланиши:
Fe
3
C + 2Н
2
= 3Fe + СН
4
•
водороднинг пўлат ичига кириши орқали ва темирда қаттиқ мўрт
водород эритмасининг ҳасил бўлиши;
•
ғовакликларда тўпланадиган СН
4
туфайли ҳосил бўлган ички босим
сабабли доналар чегарасида дарзларнинг пайдо бўлиши.
143
Экспериментал тадқиқотлар шуни кўрсатадики, водород коррозияси
ташқи белгиларининг пайдо бўлишигача инкубацион давр мавжуд бўлиб,
шароитга боғлиқ ҳолда у 1000 соатгача давом этиши мумкин.
Ҳарорат 300
о
С дан юқори бўлганда металл сиртида углеродсизланиш
реакцияси билан бир қаторда водороднинг хемосорбция жараёни кечади ва
унинг атомларга ажралиши кузатилади. Водород атомининг диаметри 0,1 нм
бўлиб, у юқори ҳаракатчанликка эга. Металлнинг ичига кириб, водород
атомлари темирда қаттиқ эритма ҳосил қилади, шунингдек қисман эркин
углерод атомлари билан реакцияга киришади:
С + 4Н = СН
4
Углеродсизланиш рекциясидан фарқли ҳолда СН
4
ҳосил бўлиши металл
сиртида эмас балки унинг ичида юз беради. Юқори ички босим ҳосил бўлади.
Натижада металл сиртида қабариқлар ва ёриқлар пайдо бўлади.
Термодинамик ҳисоблашлар шуни кўрсатадики, 300-600° С ҳарорат ва
водороднинг юқори босимида цементитнинг тўла парчаланиши кузатилади.
СН
4
нинг ҳосил бўлиш реакцияси қайтувчан бўлиб, ҳажмнинг камайиши
билан боради. Шунинг учун босимни ошириш бу реакциянинг мувозанатини
ўнг томонга силжитиб, реакция бориш температурасининг чегарасини
пасайтиради. Қайтарувчан атмосферада 50МПа босимгача ишлайдиган нефт-
кимё ишлаб чиқаришида ишчи температурани 200 °С гача этиб чегаралаб
қўйилади.
Водород
коррозиясининг
тезлиги
пўлатнинг
углеродсизланиш
чуқурлигига сезиларли даражада боғлиқдир. Бу жараёнга водороднинг
босими, температураси ва бошқа катталиклар ҳам таъсир кўрсатади (6.9-расм).
Тиклаш муҳитларидаги оддий конструкцион материалларга 20 ва 30ХМА
пўлатлари киради. Улар 300 °С ҳароратгача ишлатилиши мумкин. Янада
юқори ҳароратларда ишлатиладиган пўлатларга легирловчи қўшимчалар
киритилади. Пўлатнинг углеродсизланишга қаршилигини ошириш учун унга
қўшимчалар сифатида хром, молибден, ванадий каби элементлардан
фойдаланилади. Хром водороднинг металлга киришига қўшимча қаршилик
кўрсатади.
6.10-расмдан кўринадики, хромли пўлатга водороднинг киришига газ
ҳарорати ва металлдаги хром миқдорига боғлиқ бўлади. Темир қотишмаларда
6 % хромнинг мавжуд бўлиши 600°С ҳарорат ва 30 МПа босимда қотишманинг
етарлича юқори киёвий бардошлилигини таъминлайди.
Мис ва унинг қотишмалари ҳам водород коррозиясига учрайди. Бу ҳолат
кўпгина мис қотишмаларининг таркибида қўшимча сифатида мажуд бўлган
Сu
2
О мис оксидининг қайтарилиши билан изоҳланади:
Сu
2
О + Н
2
= Н
2
О + 2Сu
144
Do'stlaringiz bilan baham: |
