83. Металдың газ коррозиясының кинетикасы

Көптеген металдар ауа оттегісімен өзара əсерлесуінен,

тотық қабыршағымен қапталады. Алдымен металға жеткен

оттегі молекулалары адсорбцияланады, яғни мономолекулярлы

қабыршық пайда болып, оның беткі қабатына жабысады:

Ме (т) + О2 (г) = Ме (т) / 2Оадс.

Осы кезде металдың таза бетінде оттегі молекуласындағы

атомдар арасындағы байланыстың əлсіреуіне əкелетін

физикалық адсорбция жүреді. Оттегі молекулалары

диссоциацияланады да, оның атомдары металл атомдарынан

электрондарын тартып алады. Осыдан кейін химиялық

адсорбциялану сатысы жүреді. Мұнда электрондардың оттегіге

қарай О–2 ионының пайда болуымен жүреді. Ол металл – оттегі

қосылысының туындысының пайда болуына тең. Металдағы қабыршықты қалыңдығына байланысты былай

бөледі:

§ жұқа (көрінбейтін) қалыңдық – мономолекулярлы

қабаттан 40 нм-ге дейін;

§ орташа (көрінер-көрінбес түсті), оның қалыңдығы –

40 – 500 нм;

§ қалың (көрінетін қабат) қалыңдығы 500 нм-ден артық.

Тотық қабыршығының қорғаушы қабаты болу үшін, олар

келесі шартты қанағаттандыруы қажет: тұтас, кеуексіз болуы;

металмен жабысып ұсталуы жақсы болуы; оның термиялық

ұлғаю коэффициенті осы металл үшін берілген шамаға жақын

болуы; берілген белсенді (агрессивті) ортаға қарағанда,

химиялық инертті болуы; қаттылығы жəне тозуға төзімділігі

жоғары болуы керек. Егер пайда болған тотық қабыршағы

кеуек, бос жəне металмен жабысуы нашар болса, онда берілген

ортада оның инерттілігіне қарай, ол қорғаушы бола алмайды.

84. Газ коррозиясына əсер ететін факторлар

Металдар мен қорытпалардың газ коррозиясыны

жылдамдығы мен сипаты бірқатар факторларға байланысты.

Сырттан əсер ететін факторларға – коррозиялық

ортаның құрамы мен коррозия жағдайларына байланысты

факторлар жатады. Демек, газды ортаның құрамы, температура,

ортаның қозғалыс жылдамдығы, қысым, т.б.

Газды ортаның құрамы

Жоғары температурада металдар оттегімен, су буларымен,

көміртегі оксидтері жəне күкірт оксидтерімен өзара

əрекеттеседі:

2Ме + О2 = 2МеО

Ме + СО2 = МеО + СО

Ме + Н2О = МеО + Н2

3Ме + SО2 = 2МеО + МеS

Осы химиялық реакциялар жылдамдығының константасы

жəне пайда болған қабыршықтарының қорғаушы қасиеттері əр

түрлі. Сондықтан, берілген ортада металдардың тотығу

жылдамдықтары да əр түрлі болады. Мысалы, алюминий мен

оның қорытпалары, хром жəне құрамында хром мөлшері

жоғары болаттар негізгі белсенді компоненті көміртегі болатын

атмосферада жеткілікті тұрақты. Егер атмосферада хлордың

азғана мөлшері болса, онда ол мүлдем тұрақсыз болады. Никель,

күкіртті газ атмосферасында, тіпті ауада өте аз мөлшерде SО2

болғаны, ол мүлдем тұрақсыз. Ал мыс керісінше, күкіртті газ

атмосферасында тіпті 700 – 900°С температурада да тұрақты

болады.

Температура

Температураның газ коррозиясына əсері үлкен жəне күрделі. Бір жағынан, барлық металдар үшін температура жоғарылаған сайын, изобарлы-изотермиялық потенциал

өзгерісінің, ΔGТ тотығу реакциясының өсуі байқалады. Ол

металдың газды ортамен өзара əсерлесуінің, термодинамикалық

мүмкіншілігін төмендететінін көрсетеді. Ал басқа жағынан,

температураның жоғарылауы, химиялық реакция жылдамдығы-

ның тұрақтылығының артуын тудырады. Ол коррозия өнімінің

қабыршығындағы реагенттердегі диффузия жылдамдығының

өсуіне əкеледі.