Mavzu: Elektraviy korroziya paydo bo’lishi va ungs texnalogik omillarning ta’siri. Reja

Elektrokimyoviy korroziya jarayoni sxemasi.


Rasmda metallning elektrokimyoviy yemirilishini prinsipial sxemasi ko‘rsatilgan.
Anod uchastkalarida (–) metall elektronlarni (nē) yo‘qotadi va eritmaga hosil bo‘lgan ionlar Meⁿ⁺ o‘tadi,hosil bo‘lgan erkin eletronlar esa anod uchastkadan katod (+) uchastkaga o‘tadi. Eritmadan katod uchastkaga oksidlovchi molekulalar (qutibsizlantiruvchi Ox) yaqinlashadi va elektro (nē) larni qo‘shib olib oksidlovchi – Red ko‘rinishini tiklaydi. Shunday qilib, bir jinsli bo‘lmagan metallda elektrokimyoviy korroziya qisqa tutashgan galvanik elementga o‘xshaydi.
Metallning tevarak-atrofidagi muhit bilan kimiyoviy yoki elektrokimiyoviy ta’siri natijasida yemirilishi korroziya deyiladi. Metallga quruq gazlar, masalan, kislorod, sulfat angidrid, HCl, H₂S va boshqa gazlar ta’sir etganda u kimiyoviy korroziyalanadi.
Metallar muhim konstruksion material bo‘lib, ular turli sharoitda (havoda, suvda, yer ostida) ishlatiladi. Metallar ishlatiladigan sharoitlarda ularni yemiruvchi ko‘p moddalar bo‘ladi. Bunday sharoitda metallar qisman yoki butunlay yemirilishi yoki korroziyalanishi mumkin. Metallarning korroziyalanishidagi isrofi yiliga bir necha million tonnani tashkil etadi. Bu esa xalq xo‘jaligiga katta zarardir. Shuning uchun korroziyaga qarshi kurash davlat ahamiyatiga ega bo‘lgan masala hisoblanadi. Metallarning tashqi muhit bilan fizik-kimyoviy o‘zaro ta’- siri oqibatida yemirilishi metallar korroziyasi deb ataladi. Metallar korroziyalanganda ularning fizikaviy va mexanikaviy xossalari susayib ketadi. Korroziya turlari Metallarning korroziyalanish tezligigina emas, balki ularning sirtida korroziyalangan joylarning qanday taqsimlanishi ham muhimdir. Agar metall sirti bir tekis korroziyalangan bo‘lsa, tekis korroziya, ayrim joylari korroziyalangan bo‘lsa, mahalliy korroziya deyiladi. Korroziya qanchalik notekis bo‘lsa, u shuncha xavflidir. Metall donlari chegarasi yemirilsa, bunday korroziya kristallitlararo korroziya deyiladi. Bunday korroziya o‘ta xavflidir, chunki metallning tashqi ko‘rinishi deyarli o‘zgarmaydi, lekin uning mexanik xossalari kuchli darajada pasayadi. Metallarning korroziyalanish jarayoni tavsifiga ko‘ra, barcha korroziya hodisalarini ikkita guruhga: kimyoviy korroziya va elektrokimyoviy korroziyaga bo‘lish mumkin. Kimyoviy korroziya Metallarning elektr o‘tkazmaydigan agressiv muhitda, masalan, yuqori haroratgacha qizdirilgan gazlarda, neft, 55 benzin, surkov moylari va boshqalarda yemirilishi kimyoviy korroziya deb ataladi. Metallarning kimyoviy korroziyalanish jarayoni, asl mohiyatini inobatga olganda, muhitdagi agressiv tarkibiy qismlarning metall bilan birikishidan iborat. Masalan, po‘lat havo va gazlar ishtirokida yuqori haroratgacha qizdirilganda uning tarkibidagi temir oksidlanib, kuyindiga aylanadi. Korroziyalanish tezligi haroratga ham bog‘liq; harorat qancha yuqori bo‘lsa, korroziyalanish shuncha tezlashadi, chunki muhit aktiv atomlarining va metall atomlarining parda orqali diffuziyalanish tezligi ortadi. Elektrokimyoviy korroziya Metallarning elektr tokini o‘tkazadigan suyuq muhitda elektrolit eritmalarida yemirilishi elektrokimyoviy korroziya deb ataladi. Bunday korroziya elektrolit eritmasi metall zarrachalarining eritmasiga o‘tishdan iborat. Bir jinsli bo‘lmagan metall elektrolit eritmasi — dengiz suvidagi eritmasi, ya’ni ishqorda ko‘pdan ko‘p mikrogalvanik elementlar hosil bo‘ladi. Bunda potensiali pastroq zarralar anod rolini, potensiali yuqoriroqlari esa katod rolini o‘ynaydi. Mikrogalvanik elementlarda ham odatdagi galvanik elementlardagi kabi anod eriy boradi. Shuni ta’kidlash kerakki, elektrolit eritmasiga tushirilgan ikki metalldan qaysi birining potensiali kichik bo‘lsa, o‘sha metall yemiriladi.
Metallarning potensiallari qiymati esa ularning kuchlanishlari qatoridagi o‘rniga bog‘liq. Kuchlanishlar qatori esa quyidagicha: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, 2Hg, Ag, Pt, Au. Bu qatorga vodorod ham kiritilgan. Uning potensiali 0 ga teng. Demak, vodoroddan chapdagi metallarning vodorod potensialiga nisbatan potensiallari (+), o‘ngdagilariniki (–). Metallarning kuchlanishlari qatori amaliy jihatdan muhim ahamiyatga ega. Masalan, dengiz kemalarining suv ostida bo‘ladigan metall qismlarini korroziyadan saqlashda metallarning kuchlanishlari qatoridan foydalaniladi¸. Buning uchun kemaning suv ostidagi qismiga kuchlanishlar qatorida ancha chapda turgan metall, masalan, magniy quymasi ulanadi, natijada magniy korroziyalanib, suv ostidagi boshqa metallarni korroziyadan saqlaydi. 56 Korroziyaning oldini olish usullari Metallarni korroziyadan saqlash metallarni korroziyabardosh metallar va metallmaslar bilan qoplash, agressiv muhitda ishlov berish, elektrokimyoviy himoyalash va metallarni legirlashdan iborat. Metallarni korroziyabardosh metallar bilan qoplashda xrom, nikel, rux, qalay, kadmiy, kumushlar ishlatiladi. Qoplashdan oldin metall mexanikaviy yoki kimyoviy usulda yog‘ bo‘lgan joylari tozalanadi. Metallarni metallmaslar bilan qoplash usullari jumlasiga bo‘yash, emallash, oksidlash, fosfatlashlar kiradi. Oksidlashning mohiyati metall buyumlar sirtida korroziyadan himoyalovchi parda hosil qilishdan iborat. Agressiv muhitga ishlov berishning mohiyati tashqi muhit tarkibidagi agressiv elementlarni yo‘qotish yoki tashqi muhitga korroziyaning oldini oluvchi, yoxud susaytiruvchi maxsus modda qo‘shishdan iboratdir. Qattiq suvdagi kislorodni yo‘qotish uchun suvga natriy sulfat yoki natriy bisulfat qo‘shiladi. Elektrokimyoviy himoyalash usulining mohiyati shundaki, elektr o‘tkazuvchi suyuqlikda ishlaydigan metall qismlariga aktivligi shu metall aktivligidan yuqori bo‘lgan metall prektor ulanadi. Masalan, dengiz kemasining po‘latdan yasalgan suvosti qismiga rux quymasi ulansa, po‘lat-rux galvanik juftlik hosil bo‘ladi, bunda rux korroziyalanib, kemaning po‘lat qismi saqlanib qoladi.
Ma’lumki, ko‘pgina metall hamda uning qotishmalaridan tayyorlanadigan detallar termik va boshqa ishlovlarga berilishiga qaramay, tashqi muhit (havo, suv, kislota, ishqor, tuz eritma) ta’sirida korroziyaga berilib yemiriladi. Statistik ma’lumotlarga qaraganda mamlakati-mizda yiliga 10% ga yaqin metall korroziya tufayli yemiriladi. Bu esa millionlab so‘m mablag‘ ko‘kka sovurildi, demakdir. Metallarni korroziyaga berilish mexanizmiga ko‘ra ikki turga ajratish mumkin:

Texnikada ishlatiladigan metallarga hamma vaqt boshqa metallar aralashgan bo‘ladi. Shuning uchun metallar elektrolit eritmasiga tekkanda uzluksiz ishlaydigan gal`vanik element hosil bo‘ladi, bunda aktivroq metall yemiriladi.

Metall havoda ayniqsa ko‘p korroziyalanadi. Masalan, nam havodagi temir bilan mis bir-biriga tegib turganda gal`vanik element vujudga keladi. Bunday gal`vanik element ishlaganda temir oksidlanadi, yemiriladi, chunki u o‘zining elektronlarini to‘xtovsiz ravishda misga berib, o‘zi Fe²⁺ ionlarga aylanadi.

Fe⁰ –2e = Fe²⁺

Metallarning tashqi muhit bilan kimyoviy va elektrokimyoviy o‘zaro ta’sirlashuvi natijasida o‘z–o‘zidan yemirilish va termodinamik barqaror birikmalargga aylanishi (oksidlar, gidrooksidlar, tuzlar) jarayoniga korroziya deyiladi.
Jarayonni mexanizmiga qarab metallarni kimyoviy va elektrokimyoviy korroziyaga ajratiladi. Korroziya korrozion muhitning harakteriga bog‘liq ravishda bir necha turlarga bo‘linadi.
Metallarning passivlanish holatiga o‘z – o‘zini o‘tishi quyidagicha hollarda yuz beradi:

1. 
   Eritmada adsorbsiloanish kislorod, suv molekulalari yoki OH^- ionlari, anionlarda Cl^- , Br^- ,I^- ionlarini adsorbsion siqib chiqaruvchi qobilyatga ega anionlar yoki molekulyar bo‘lmaganda;
   
2. 
   Katod reaksiyasining tezligi anod reaksiyasi tezligiga nisbatan yuqori bo‘lganda;
   
3. 
   Metall passivlanishga moyil bo‘lsa; Korroziyaning muhim turlariga gaz korroziyasi va elektrolit eritmalaridagi korroziya (elektrokimyoviy korroziya) kiradi.
   
4. 
   Suvda ko‘pincha erigan kislorod bo‘lib, u ham qaytarilish qobilyatiga ega. O₂ + 4H⁺ + 4e = 2H₂O
   

Bundan tashqari suvda vodorod ionlari ham bo‘lib, u ham qaytarilish qobilyatiga egadir. 2H⁺ +2e = H₂
Qolgan metallar suvda erigan kislorod ta’sirida oksidlanishi, kamayishi vodorod shakli ta’sirida oksidlanishini ko‘rib chiqamiz.

O₂ + 4H⁺ + 4e = 2H₂O

elektrod jarayonining potensiali E_X = E₀ – 0.059 pH yoki E_X = 1.228 – 0.059 pH ga teng. Neytral muhitda (pH = 7) bu potensial ushbu qiymatga ega bo‘ladi.