1 Әдеби шолу
1.1 Коррозияның алғы шарттары
Коррозия (лат. сorrosio – жеп қою) – бұл қоршаған ортамен химиялық немесе физика-химиялық өзара әрекеттесу нәтижесінде металдың өздігінен бұзылуы. Жалпы жағдайда, бұл кез келген металл немесе керамика, ағаш немесе полимердің бұзылуы. Тотығудың, себебі, құрылыс материалдарының онымен байланыс ортасындағы заттармен термодинамикалық тұрақсыздығының болуы (1.1-сурет). Мысалы, темірдің судағы оттекпен тотығуы: 4Fe + 6Н2О + ЗО2 = 4Fe(OH)3.
Сурет 1.1 - Металдардың коррозияға ұшырауы
Гидратталған темір гидроксиді де Fe(OН)3 тотықтырғыш деп аталады.
Күнделікті өмірде темір (болат) қорытпасы үшін «тот басу» терминін жиі қолданады. Полимерлердің тотығу жағдайы көп мәлім емес. Осыған байланысты металдар «тотығу» терминімен ұқсас «ескіру» ұғымы да бар. Мысалы, ауа оттегімен өзара байланыс әсерінен резеңкенің ескіруі немесе кейбір пластиктердің жауын-шашын әсерінен бұзылуы, сондай-ақ, биологиялық коррозияда болады [11].
Коррозия жылдамдығы химиялық реакция сияқты температураға өте тәуелді. Температура 100 градусқа көтерілгенде тотығу жылдамдығы бірнеше есеге артуы мүмкін.
Әр жылы коррозияның нәтижесінде жинақталған және адамзат қолданысындағы металдардың 1-ден 1,5%- ға дейін бөлігі жоғалады. Коррозия әсерінен болған шығынды ақшаға шаққанда (қолданыстан шыққан жабдықтарды қайта өңдеу және алмастыру үшін) шамамен, АҚШ-та 1955 жылы 5,5 млрд. доллар, Францияда 1959 жылы 250 млрд. франкты құраған.
ҚСРО-да 60-жылдар аяғында жылына 5-6 млрд. рубльден кем болмаған. Технологиялық процестердің қалыптан шығуынан коррозияға әкелетін жабдықтардың олқылығынан және өнімділігінің төмендеуінен, металл құрылмаларының төзімділігін төмендететін апаттардан және т.б. болған өте жоғары жанама шығындарды есептеу қиынға соққан. Халық шаруашылығында коррозиямен күресудің барлық құралдары мен әдістері әлі күнге дейін кең қолданылады (коррозияға қарсы қорғаныс).
Коррозияның себебі металдан және қоршаған орта компоненттерінен тұратын жүйенің термодинамикалық тұрақсыздығы. Термодинамикалық тұрақсыздықтың себебі, осы компоненттермен металдың өзара әрекетіндегі босатылатын еркін энергия болып табылады.
Бірақ, еркін энергия өздігінен коррозия процессінің жылдамдығын, яғни, металдың коррозияға төзімділігін бағалайтын ең қажетті шаманы анықтамайды.
Коррозия процесі басталған металдың жоғарғы бетінде туындайтын адсорбциялық немесе фазалық қабат (қабықша) жағдайларында (металдардың пассивтелуі) коррозия тежелетін немесе мүлдем тоқтап қалатын қатты және өткізбейтін барьер құрайды.
Сондықтан, оттегіге үлкен ұқсастыққа ие болатын қолданыстағы металл аса тұрақты болуы мүмкін (себебі, Ғе-ге қарағанда Cr немесе Al тотығы еркін энергия құрауы мүмкін, ал тұрақтылығы бойынша Ғе-нен асып кетеді).
Коррозия процесін былай жіктейді:
металл көлемі немесе оның жоғарғы қабатындағы коррозия түрі бойынша (геометриялық сипаттамасы);
ортамен металдың өзара әрекеттесу реакцияның механизмі бойынша (химиялық және электрохимиялық коррозия);
коррозия ортасының типі бойынша;
коррозия ортасының металмен бір мезгілде ұшырайтын қосымша әрекеттерінің сипаттамасы бойынша.
Коррозияны тоқтататын әрекеттер
Металдың жоғарғы қабатын бояу арқылы олардың бұзылуының алдын алу бұрыннан қолданылады және металдарды коррозиядан қорғаудың алғашқы тәсілі болып саналады. Мұндай амалды жасау қиын емес.
Сонымен қатар, металдарды бұлай қорғау тиімді әдістердің бірі болып саналады. Бірақ, мұндайда кейбір ережелерді қадағалау қажет.
Бірінші кезең – бұл металдың жоғарғы бетін ластануды тазарту. Бұл дайындық кезеңі деп қарастырылады, себебі, тазартылмаған жоғарғы қабатқа бояу жағу нәтиже бермейді. Тазалау барысында лас жерін, тотығын және майлы дақтарын кетіруге ерекше назар аудару қажет [13].
Екінші кезең – жоғарғы қабатын тегістеу. Бұл процесс бір ғана мақсатта қажет – металдың жоғарғы қабатына бояуды жағу. Егер осы амалды жасамаса, онда бояу ұзақ уақыт ұстамайды және біраз уақыттан соң бояуы қопарылып, жоғарғы қабатынан кетіп қалады.
Үшінші кезең – бұл коррозияға қарсы бояуды жағу процесі. Мұндай жағдайда бояуды жағудың бірнеше тәсілі қолданылады. Дәстүрлі түрде білікшелер және қылқаламдар сияқты бояу құралдарын қолдану тәсілі қолдан жасалатын тәсіл деп аталады. Тағы бір тәсіл – үнемдірек болып табылатын сырлағыш пульт көмегімен жасау.
Тәжірибелік және заманауи зерттеулер бүгінде коррозияға қарсы жұмыстар жүргізуде алғашқы кезекте қолданылады.
Ал, жаңа материалдарды қолдану металл құралдарын коррозиядан қорғаудың табысты кепілі болып табылады.
Ғимараттарда және құрылыстарды натуралық зерттеуге ерекше мән беріледі.
Оларға мысал ретінде тотығуға қарсы материалдардың сапасы мен төзімділігін анықтауға болады. Сондықтан, осы салада жеткілікті үлкен тәжірибе жинақталған.
Бүгінде металл коррозиясы оның бұзылу процесі ретінде тәжірибе жүзінде айту қажетсіз. Ондай мәселелер мұнда жеткілікті. Бірақ, ғалымдар металдың коррозияға ұшырауы, металл құралдарды қолдану процесінде барынша аз кедергі келтіруі үшін бар күшін салып жатыр.