Коррозия жараёнининг мохияти ва тезлиги

Юкори босим ва юкори температура шароитида водород гази таъсиридаги коррозияланиш.
Нефтни кайта ишлаш жараёнлари ( риформинг, крекил, гидро тозалаш ва гидрогенлаш )да юкори босим ва юкори температурали шароитида водород газидан фойдаланилади. Бу шароитдаги водород гази металл котишмаси сирти ва унинг ичига сингиши туфайли унинг Мех Су таркибли карбид кисми билан реакцияга киришиб емира бошлайди . Унинг окибатида водородли коррозияланиш туфайли металл муртлашиб , коррозион ёрилиш руй беради.
Водород гази таъсиридаги коррозияланиш узига хос физик - кимёвий жараён булиб , асосан куйидаги боскичлардан иборат булади:
- водород газининг металл ( котишма)да “эриши “.
- водород газининг металл ( котишма)га диффузияланиш.
- водород гази билан металл карбидининг реакцияси- металлнинг
емирилиши.
- металл буюмнинг муртлашуви , ёрилиши.

Биринчи боскичда водород молекулалари металлга адсорб килинади ва водород атомларига парчаланади ( диссоцияланади ) . Металлга водороднинг адсорбцияланишини шартли холда “ металлда водороднинг эриши “ дейилади. Металлда эриган водороднинг микдори 100 гр металлга адсорбцияланган газнинг : огирлик ва хажмий фоизларда см 3, ун мингдан бир кисми ( ррт ) ларда ифодаланади.

“ Темир - водород “ системасида 1 ррт = 0001 % ( масса ) = 0,000553 % (ат) х = 0,0873 % (хаж ) = 1,11 см 3 /100 г
Водороднинг металлда эришига унинг “ металл - газ “ сирт чегарасидаги парциал босими, умумий босим ва атомларга диссоцияланиш доимийси , температура таъсир этади. Металда водороднинг эриши эндотермик жараён булгани учун температурага ортиш билан водороднинг металлда эриган, умумий холда водород эрувчанлигининг босимга богликлиги : S = K s P.
S - водороднинг эрувчанлиги , см 3/ 100гр : Р - водороднинг босими.
Ks - водороднинг 0,1 МПа босимдаги эрувчанлиги.

Булардан ташкари водороднинг эувчанлиги пулатнинг турига ,таркибига , водород билан металлнинг узаро таъсирлашиш вактига , боглик булади. 12 х18н 10 т ( хром, никел, титанли ) феррит - мертенсит пулати учун бу кийматлар куйида келтирилган :

Аустенитли пулатларнинг водородни
адсорбциялаши феррит- мартенситли
ва углеродли пулатлардан 4-6 марта
катта.
Водород газининг металлнинг бутун
хажми буйича таркалиши, унинг синги-
ши, аникроги, диффузияланишига боглик.
Водороднинг металлга диффузияланиши унинг активлашган адсорбцияланиши билан бошланади. Бу жараён химиявий таъсирлашув туфайли кучаяди . Водороднинг металлда коррозияланиши кислород , азот ва бошка хар кандай газнинг диффузияланишидан катта , чунки водород гази молекулалари ва атомлари радиуси бошка газларнинг улчамидан анча кичик булиб, металлнинг кристалл панжараларга кириб колиши осон :
Металлнинг сирт юзаси бирлигига ( 1см 2 ) 1 мм “ чукур “ ликда вакт бирлиги ( 1 соат ) да синчиган водороднинг хажми (v) :
V= Vн . h / : Vн - 1 соатда h - мм масофага синчиган ( см2 юзада ) нормаль шароитга келтирилган водороднинг хажми.
Турли температурада Темирга синчиган водороднинг хажми - расмда келтирилган.
Металлдаги дефформация, босим ва
температура водороднинг диффузия -
ланишига тугри таъсир этади.

Водород гази таъсиридаги коррозияланиш механизми , асосан , Н 2 молекулаларининг Fe3 C билан таъсири оркали тушунтирилади:

Fe3C + 2 H 2 > 3 Fe + CH 4
Бу реакция туфайли пулат таркибидаги углерод камайиб. Кристалл панжаранинг буш колган жойида СН4 гази йигилади, бунга пулатнинг углеродсизланиши дейилади.
Метан молекулалари улчами катта булгани учун металлнинг ички кисмига сингиши кийин булиб, бир жойда йигилади ва шу ерда ортикча газ босими юзага келиб металлнинг кристаллараро ёрилиши руй беради. Водородли коррозияланиш натижасида пулат (металл )нинг ялтироклиги камаяди, сирти хиралашиб, нотекис юзага айланади. Жуда куп микдорда метан йигилиши металда пуфакчалар пайдо булишига олиб келади. Металлнинг механик хусусияти ёмонлашиб, пластиклиги йуколади.
Водород таъсирида коррозияланишнинг “ чукурлиги “ макроскопик ( куз билан куриш ) ва микроскопик усуллари билан аникланади. Шу билан биргаликда металл сирти этил спиртидаги HNO 3 нинг 4 % ни эритмаси билан тозаланиб, зарур холларда, хар бир кават таркибидаги углерод микдорини анализ килиб хам аникланади. Углеродсизланаган жойларда янада равшанрок нур кайтариши билан ажралиб туради.
Водород гази билан таъсирлашиб турган металлнинг микроструктурасида куринарли узгаришлар ва механик хоссасининг узгаришлари бошлангунгача булган вакт водородли коррозия ( углеродсизланиши ) нинг
индукцион даври дейилади.
Индукцион давр вадород газининг босими ( Рн ) ва температурага боглик булади . Индукцион давр амалий ахамиятга эга булиб, умуман, унинг киймати жихозларининг хавфсиз ишлаш даврини белгилайди . Бу китталик нефтни кайта ишлаш жихозларида ишлатиладиган 20 - пулат учун куйидаги формула билан хисобланади :
= 5,80 . 10 -5 . Р - 1,73 ехр ( 13500/ т )
- индукцион давр , соат; Т - температура ; К ; Р - босим , МПа. Бу ифода пулатларнинг таркиби ва маркасига кура катталиклар билан фаркланади. Куп ишлатиладиган 30 ХМА маркали пулатдан ясалган кувурларнинг углеродсизланиши тезлиги ;
К = 1,13 + 0,00034 Р - Е/ 2,3 RТ формула билан хисобланади. Бунда Е - углеродсизланиш жараёни активланиш энергияси , 125800 ж/ моль. R = 8,314 ж/ моль.

Углеродсизланиш чукурлиги ( ) хам асосий характеристика хисобланиб, унинг киймати босим ва температурадан ташкари металлнинг калинлиги , механик кучларнинг ортиши билан ортиб боради. 20 - пулатнинг углеродсизланиш чукурдиги ( мм ) куйидагича хисобланади:

= А . ехр ( - Е / RТ ) ( 10 Рп ) - кувур ёки жихоз девори калинлиги, мм; 8 - кувурнинг ички радиуси, мм ; Е = 30200 ж/ моль , А = 0,0076 ( доимий сон ) ; а = 0,5 ; п = 1,12 ; т = 0,71; М = 0,58;
Бу формула 5 - 80 МПа босим ва 350 - 600 с0 температура интервалидаги шароит учун кулланилади.
Юкоридаги формула ва катталиклар нефтни кайта ишлаш жараёнида ишлатилаётган металл курилма, аппарат ёки жихозларнинг маълум шароитда фойдаланиш муддатини хисоблаш имкониятини беради.