Коррозия жараёнининг мохияти ва тезлиги

4-мавзу.
Коррозион ёрилиш.
Режа:

1. 
   Коррозиянинг ёрилиши.
   
2. 
   Криссталлараро коррозияланиш.
   
3. 
   Каветацион коррозия.
   
4. 
   Коррозион толикиш.
   
5. 
   Фреттинг коррозияси.
   

Адабиётлар руйхати

1. 
   Я.М. Колотыркин, Металл и коррозия.- М.: Металлургия, 1985. 98 с.
   
2. 
   А.А.Гоник, Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры её предупреждения. – М.: Недра, 1976. 191 с.
   
3. 
   А.М.Сухотин, Коррозионная стойкость оборудования химических производств. Коррозия под действием теплоносителей, хладоагентов и рабочих тел, Л.: Химия, 1988, 359 с.
   

Коррозион ёрилишда коррозияга олиб келувчи механик кучлар котишма ёки металлдаги кристалл доналарини бир - биридан ажратиб, кристалл доначалари буйлаб таъсир этиши мумкин. Натижада металлнинг муртлиги ортади, коррозион ажралиш кенгайиб бориб ёрикларга айланади. Уларнинг усиш тезлиги баъзан 10мм/соатгача етади. Коррозион ёрилиш асосан уч асосий фактор сабабли руй беради:

1. 
   Электрохимиявий фактор - кирилиш, микроёрилиш окибатида юзага келган металл сиртидаги дефектлар натижасида кучайган махалллий емрилиш, химоя каватларининг бузилиши (агрессив ион-активаторлар таъсирида), фазавий узгаришлар туфайли юзага келган металл ички тузилишидаги узгаришлар металл сиртига ва унинг ёрикларига агрессив мухит таъсирининг турли хиллигидир.
   
2. 
   Механик фактор - махаллий емрилиш учун пластик деформация туфайли юзага келадиган шароит, металл сиртидаги химоя катламнинг бузилиши, пластик деформацияланган сиртда анод поляризацияланишининг камайиши, кристалл панжарада механик куч таъсирида “деффектлар” хосил булиши;
   
3. 
   Адсорбцион фактор - агрессив мухитнинг металл сирт юзаси билан узига хос таъсири. Адсорбцион таъсир туфайли металл сиртининг энергияси камаяди ва натижада металлнинг кимёвий каршилик кучи камаяди (Ребиндер эффекти). Адсорбцияланган заррачалар металл ёрикчаларига синиши туфайли уларнинг кенгайиши, емрилаётган юзанинг катталашиб боришига сабаб булади. Бундай таъсир коррозия махсулотлари иштирокида хам содир булади.
   

Коррозион ёрилиш уч боскичдан иборат булади:

• 
  ёрикларнинг хосил булиши (инкубация даври);
  
• 
  коррозион-механик ёрикларнинг кенгайиши;
  
• 
  ёрикларнинг металл ички кисми томон усиши ва конструкцияларнинг бузилиши (синиш, ёрилиш, отилиш).
  

Металл сиртидаги коррозион-механик ёриклар химоя пардасининг бузилиши ва шу жойда анод емрилишининг локаллашуви билан кичик - кичик яллигланишлар куринишида пайдо булади. Металлнинг сирти электрохимиявий жихатдан гетероген булиб колиши ва бу жойларда юзага келган емрилиш учокчалари механик кучлар ва адсорбцион (хемосорбцион) таъсир туфайли кенгайиб, чукурлашиб боради (32 а-расм).

1. 
   сиртдаги химоя пардаси.
   
2. 
   химоя пардасининг бузилиши.
   
3. 
   бекарор фаза.
   
4. 
   кучланишлар тупланган
   

жойда бузилиши.

5. 
   ион-активатор таъсирида.
   

химоя каватининг бузилиши.

6. 
   доначалар чеккасида.
   

ортикча металл кушимчала-.
рини ажралиб чикиши.

7. 
   металлдаги дефектларнинг.
   

сиртга чикиши.

8. 
   чузувчи кучлар.
   

31-расм. Металл сиртидаги локал
бузилишларнинг юзага келиши.
32-расм. Коррозион-механик ёрилишларнинг хосил булиши ва кенгайиши.
--- концентратордаги потенциал ва механик кучланиш
--- металлдаги потенциал ва механик кучланиш

Микроёриклар чуккиларида механик кучларнинг ортиши (G_к>G_Ме) - пластик деформацияланишга шароит яратиб локал анод эриш жараёни нукталари ёки “ тунельча”лар (0,05 мкм) пайдо булишига сабаб булади. Бу холат кучайишига микроёрикларда сирт-актив моддалар адсорбцияси, металлнинг бурилиши (эгилиши) катод жараёнида ажралиб чикувчи Н₂ хам уз таъсирини курсатади.

Механик кучларнинг янада ортиши (G_к>>G_Ме) ёрикларнинг янада катталашуви ва чукурлашувига олиб келади. Ёрикларнинг чукурлашуви механик куч текисли- гига перпендикуляр йуналишда кучайиб боради ( 32б-расм). Бу холатда атрофдаги микроёриклар кенгайиши бироз секинлашиб, чукурлашиб бораётган ёрик кенгайиб боради (0,5-2,5 мм/соат). Бу жараёнда механик кучланишнинг ортиши окибатида металлнинг шу кисмида муртлашувини кучайтиради ва синишгача олиб келади.
Коррозион ёрилишнинг критик потенциали ( криб (кё ) мавжуд булиб, ундан манфий потенциал кийматида Коррозион .ёрилиш кузатилмайди. Унинг киймати металлнинг табиати ва коррозион мухит активлигига боглик. Ундан мусбат потенциалда (анод поляризацияси) ион-активатор адсорбцияси, ундан паст кийматида (катод поляризацияси) ион-активатор десорбцияси кузатилади.
Япон ва Америка тадкикотчилари изланишларининг натижалари курсатишича:
коррозион ёрилиш туфайли барча бузилиш ва талофатларнинг 26,1-41,6% келиб чикар экан. Умумий коррозия жараёнларининг 14,3-25%и питтинг ва яллигланиш коррозиясига тугри келади.
Нефтни казиб олиш, ташиш ва кайта ишлаш жараёнларида ишлатиладиган жихозлар ва ускуналарда хам Коррозион. ёрилиш кузатилади. Унинг келиб чикишига асосий сабаб нефть ва газлар таркибидаги Н₂S ва S- саклаган моддаларнинг булишидир. Н₂S ва S- ли моддалар таъсиридаги Коррозион .ёрилиш нам (сувли) ёки сув буги булган мухитда юзага келади. Курук мухитда Н₂S ли Коррозион .ёрилиш кузатилмайди.
Н₂S иштирокида руй берадиган ёрилиш “водород сульфидли ёрилиш” ёки “водород сульфидли муртлашув” дейилади. Унинг асосий сабаби нам мухитда руй берувчи Н₂S + Н₂О = Н₂S^- + Н⁺ * Н₂О жараён булиб, хосил булган
{Н⁺ * Н₂О} катод ва кайтарилиш махсулоти Н₂ - нинг металл кристалл панжарасига диффузияланиб, металл ичида юкори босим хосил килади ва металлнинг муртлашувига олиб келишидир. Бундан ташкари НS^- ва S^-2 - ионлари хам металл сирти билан таъсирлашиб коррозия махсулотлари хосил килиб мувозанатни металлнинг емрилиш томонига силжитади.
Нефть ва газ таркибида Н₂S ва намликнинг ортиши, мухит рН кийматининг пасайиши водород сульфидли Коррозион .ёрилиш ни кучайтиради.
Коррозион мухитда 10^-3 кг/м³ ва ундан кам Н₂S булганда хам пулатларнинг Коррозион .ёрилиш руй беради. рН >=10 кийматида Коррозион .ёрилиш кузатилмайди, Коррозион .ёрилиш энг куп кузатиладиган рН сохаси 4<- рH <- 6..

а) б)
33-расм. Н₂S билан туйинган мухитда Коррозион .ёрилиш вактининг эритма рН кийматига богликлиги.

а) 30ХГСА - пулат, 1-механик кучланиш G_т ва 2-1,1 G_т
б) Армко-темир (3) ва 12Х18Н9Т-пулат (4) 1,1G_т - куч остида.
Куриниб турибдики , “ Водород сульфидли ёрилишининг” олдини олиш учун коррозион мухитдаги намликни йукотиш, - нефть ва газни куритиш (сувсизлантириш) ; Н₂S - нинг микдорини камайтириш ( чикариб юбориш) ва интибиторлар куллаш керак (ИФХАН - газ, 50-100мг/л);
Агар бу лар ёрдам бермаса, куйидаги чораларни куллаш керак:

1. 
   Механик чидамлилиги (предел текучести) 520 МПа дан куп булмаган пулатлардан фойдаланиш;
   
2. 
   Паст легирланган хроммолибден ва алюминийхроммолибденли пулатлардан фойдаланиш (Ni ва Мп -ли пулатлар водород сульфидли ёрилишга мойил); уларни вакуумли кайта ишлаб азот 0,008л ва углерод микдорини (0,0106 ) гача камайтириши.
   
3. 
   Металлдаги ички механик кучланишларни термик ёки бошка усуллар (дробеструйная) кайта ишлаш (роликовая обкатка) билан камайтириш;
   
4. 
   Никель, алюминий ва аустинетли пулатлар билан жихоз ва деталлар сиртини плакирлаш (металлизациялаш “ ок кават” 15 - 30 мкм хосил килиш )
   
5. 
   Нометалл материаллар асосидаги химоя пардалари (полиуретанлар) билан коплаш;.
   

Умуман Н₂S ли К.ё га карши курашда “комплекс чоралардан”, яъни юкоридаги усулларнинг бир нечтасидан бараварига фойдаланиш зарур.
Коррозион ёрилиш олдини олиш учун кейинги йилларда таркибида Рt, Рd, Yr , металлари саклаган пулатларни куллаш яхши натижалар бераяпти . Коррозион ёрилишни электрохимиявий усуллар билан химоя лашда катод химояси , протекторли химоя, анодли химоя пардаси билан коплаш усуллари самарали натижа беради. Катод химояси кулланилганда катод кутбланишини меъёрда саклаб туриш керак, унинг юкори кийматида “ водородли муртлашув “ ходисаси туфайли салбий окибатлар келиб чикади.