O`zbekiston respublikasi oliy va o`rta maxsus ta`lim vazirligi toshkent davlat texnika universiteti “Geologiya qidiruv” fаkultеti “Nеft va gazni qayta ishlash ob’ektlari” kаfеdrаsi «korroziyadan himoya qilish»

4.9-расм. Баъзи металлар газ коррозияси тезлигининг О₂, Н₂О, СО₂ ва SO₂
муҳитида 24 соат давомида 700°С ва 900°С ҳароратдаги кўринишлари


Темир барча тадқиқот ўтказилган муҳитларда етарлича кучли коррозияга учрайди, бу ҳол 700 – 900°С ҳарорат интервалида айниқса кучаяди.
Хром кўрсатилган муҳитларнинг барчасида юқори иссиқликка чидамлиликни намоён қилади.
Никел О₂, Н₂О ва СО₂ муҳитларида нисбатан чидамли бўлсада, SO₂ муҳитида кучли коррозияланади.
Кобалт SO₂ муҳитида энг юқори коррозия тезлигига эришади, ҳарорат 700°С дан 900°С гача кўтарилганда бу тезлик сезиларли даражада ортади.
Мис кислород атмосферасида етарлича тез коррозияланади, бироқ у SO₂ муҳитида чидамлидир.
Шуни айтиш лозимки, металлар коррозияси тезлигининг турли муҳитларда турлича бўлиши асосан ҳимоя плёнкаларида ҳосил бўладиган коррозия маҳсулотларининг ҳимоявий хусусиятларига боғлиқдир.
4.5. Иссиқликка чидамли легирлаш назарияси.
Кўпгина кимёвий жараёнларда, аниқса нефт ва газни қайта ишлаш жараёнларида металл конструкциялари ва жиҳозлар қатъиян кескин шароитларда, юқори ҳароратларда, катта босимларда ва шу билан бирга юқори агрессивликдаги муҳитларда эксплуатация қилинади.
Тоза металлар одатда коррозияга чидамли ҳисоблансада, уларнинг барчаси қўшимча ҳимоя чораларига муҳтождир.
Ҳозирги фан ва техниканинг тараққиёти металларнинг чидамлилигини ошириш ва уларнинг хизмат муддатини узайтириш мақсадида коррозияга қарши ҳимоялашнинг қатор самарали усулларига эгаддир. Газ коррозияси шароитларида энг кўп қўлланиладиган усуллардан бири юқори коррозион бардошлиликка эга бўлган қотишмаларни олиш мақсадида амалга ошириладиган иссиқликка чидамли легирлашдир.
Ҳозирги вақтда иссиқликка чидамли легирлашнинг учта етарлича асосланган назарияси мавжуд. Бу назариялар бир-бирини инкор этмай, балки бири бошқасини тўлдиради.
Вагнер ва Хауффе томонидан яратилган биринчи назарияга асосан озгина қўшилган легирловчи элемент оксидланади ва асосий металл оксидида эриб, унинг асосий металл кристалл панжарасидаги дефектларни камайтиради. Бу эса структуранинг тартиблашувига олиб келади ва ҳимоя плёнкасидаги ионлар диффузияси тезлигини камайтиради.
Бу назариянинг қўлланиш соҳаси етарлича чегаралангандир. Агар металлнинг оксидланиш тезлиги ионлар диффузия билан аниқланмаса ёки легирлашда оксид плёнкасида янги фаза ҳосил бўлса, юқорида баён этилган иссиқликка чидамли легирлаш усулини қўллаб бўлмайди.
А.А. Смирнов, Н. Д. Томашов ва бошқалар томонидан ишлаб чиқилган иккинчи назарияга асосан металл сиртида асосий металлнинг оксидланишига тўсқинлик қилувчи легирловчи элементнинг ҳимояловчи оксиди ҳосил бўлади.
Бу назарияга мувофиқ қўлланиладиган легирловчи компонент қуйида келтириладиган асосий хоссаларга эга бўлиши керак:
1. Легирловчи элемент оксиди яхлитлик шартини қаноатлантириши лозим, яъни оксид ва металл ҳажмларининг нисбати бирдан катта бўлиши лозим _{ }1). 4.3-жадвалда хром, алюминий ва кремний оксидларининг баъзи хоссалари бўйича умумлаштирувчи маълумотлар келтирилган. Бу элементлар темирнинг иссиқликка чидамлилигини ошириш мақсадида уни легирлаш учун қўшиладиган қўшимчалар ҳисобланади. Жадвалдаги маълумотлар кўрсатадики, бу элементлар учун 1-шарт бажарилади.
2. Легирловчи элемент юқори электр қаршилигига эга бўлган оксид ҳосил қилиши лозим. Қаршиликнинг жуда катта бўлиши плёнканинг ҳимоявий хоссаларини шакллантирувчи асосий шартлардан бири бўлиб ҳисобланади, чунки бунда ионларнинг оксид қатламида ҳаракатланиши қийинлашади.
3. Легирловчи элемент оксидининг ҳосил бўлиш энергияси асосий металл оксидининг ҳосил бўлиш энергиясидан катта бўлиши керак, яъни (∆_{ Меа  } (∆_{ Мел}; бунда Меа – асосий металл, Мел – легирловчи элеменгтга тегишли. Бу шарт асосий металл бўлганда легирловчи компонент оксиди плёнкасининг турғунлигини таъминлайди. Қўшиладиган компонент оксиди асосий металл оксидига нисбатан турғунроқ бўлар экан.
Темир, Аl₂O₃, Cr₂О₃ ва SiO₂ оксидларининг ҳосил бўлиш иссиқликлари
бўйича 4.3-жадвалда келтирилган маълумотлар бу қоиданинг тўғрилигини тасдиқлайди.
4. Легирловчи элемент ионининг ўлчамлари асосий металл ионининг ўлчамларидан кичик бўлиши керак. Бу ҳолат легирловчи элемент ионларининг ҳимоя плёнкаси ҳасил бўлаётган қотишма сиртида диффузияланишини осонлаштиради.
5. Легирловчи элементларнинг оксидлари юқори эриш ва ҳайдаш температурасига эга бўлишлари ҳамда осон эрийдиган эвтетиклар ҳосил қилмаслиги керак. Бу талаб каттиқ фазадаги оксиднинг юқори ҳароратларда ҳам турғун бўлишини таъминлайди.
6. Легирловчи элемент ва асосий металл қотишманинг берилган таркибида қаттиқ эритма ҳосил қилиши лозим. Шу ҳолдагина қотишманинг бутун сирти бўйлаб легирловчи элементнинг яхлит плёнкасини ҳосил қилиш мумкин.
Иссиқликка чидамли легирлашнинг баён қилинган назарияси кўпгина экспериментларда олинган натижаларда ўз тасдиғини топган.
Қотишманинг асосан легирловчи компоненти (хром ёки алюминий) томонидан ҳосил қилинган оксидли ҳимоя плёнкасининг ҳосил бўлиши қатор иссиқликка чидамли қотишмаларда экспериментал аниқланган. Темир оксидланиш тезлигининг легирловчи қўшимча — алюминий концентрацияси туфайли сезиларли даражада камайиши 4.10-расмда кўрсатилган.
4.3-жадвал
Темирнинг иссиқликка чидамлилигини оширувчи элементлар оксид-ларининг баъзи хоссалари

Хоссалар	Оксид
	FeO	Fe2O3	Al2O3	Cr2O3	SiO2
VОк/VМе нисбатнинг қиймати	—	2,14	1,28	2,07	1,9
1000^о С даги электр ўтказувчанлик, Ом^–1∙см^–1(қиймат тартиби)	10^2	—	10^–7	10^–1	10^–6
Оксиддаги металлнинг ион радиуси, Å	0,75	—	0,54	0,6	0,41
Ҳосил бўлиш иссиқлиги: кЖ/моль кЖ/атом	269,2 269,2	801,8 400,9	1674,7 837,4	1122,0 561,0	818,2 818,2