Bakit rust ang riles?

Ano ang karaniwan sa pagitan ng isang kalawang na kuko, isang kalawang na tulay, o isang bakod na bakal na bakod? Bakit ang mga istraktura ng bakal at mga produktong bakal ay kalawang sa pangkalahatan? Ano ang kalawang sa bawat se? Susubukan naming magbigay ng mga sagot sa mga katanungang ito sa aming artikulo. Isaalang-alang natin ang mga sanhi ng rusting ng metal at mga pamamaraan ng proteksyon laban sa natural na kababalaghan na nakakasama sa atin.

Mga sanhi ng kalawang

Nagsisimula ang lahat sa pagmimina ng metal. Hindi lamang bakal, ngunit, halimbawa, aluminyo, at magnesium ay mined sa una sa anyo ng ore. Ang aluminyo, mangganeso, iron, magnesium ores ay hindi naglalaman ng mga purong metal, ngunit ang kanilang mga kemikal na compound: carbonates, oxides, sulfides, hydroxides.

Ito ay mga kemikal na compound ng mga metal na may carbon, oxygen, asupre, tubig, atbp Mayroong isa, dalawa, at purong mga metal sa kalikasan - platinum, ginto, pilak - mahalagang mga metal - nangyayari ang mga ito sa anyo ng mga metal sa isang libreng estado, at hindi gaanong ang pagbuo ng mga compound ng kemikal.

Gayunpaman, ang karamihan sa mga metal ay hindi libre sa ilalim ng mga likas na kondisyon, at upang malaya ang mga ito mula sa mga nagsisimula na compound, kinakailangan upang matunaw ang mga ores, sa gayon pagbabawas ng mga purong metal.

Ngunit ang smelting na naglalaman ng mineral na mineral, bagaman nakuha namin ang metal sa dalisay na anyo nito, ito ay pa rin isang hindi matatag na estado, malayo sa natural. Para sa kadahilanang ito, ang isang dalisay na metal sa ilalim ng normal na mga kondisyon sa kapaligiran ay may posibilidad na bumalik sa kanyang orihinal na estado, iyon ay, upang mag-oxidize, at ito ay kaagnasan ng metal.

Kaya, ang kaagnasan ay isang likas na proseso ng pagkawasak para sa mga metal na nangyayari sa ilalim ng mga kondisyon ng kanilang pakikipag-ugnay sa kapaligiran. Sa partikular, ang kalawang ay ang proseso ng pagbuo ng iron hydroxide Fe (OH) 3, na nagpapatuloy sa pagkakaroon ng tubig.

Ngunit ang likas na katotohanan ay gumaganap sa mga kamay ng mga tao na ang reaksyon ng oksihenasyon sa kapaligiran na dati nating ginagamit ay hindi napakabilis, napupunta ito sa napakababang bilis, kaya ang mga tulay at eroplano ay hindi agad bumagsak, at ang mga kaldero ay hindi gumuho sa harap ng ating mga mata sa luya na pulbos. Bilang karagdagan, ang kaagnasan ay maaaring, sa prinsipyo, ay mapabagal sa pamamagitan ng paggamit ng ilang mga tradisyonal na trick.

Halimbawa, ang hindi kinakalawang na asero ay hindi kalawang, bagaman binubuo ito ng bakal, na madaling kapitan ng oksihenasyon, gayunpaman hindi sakop ng pulang hydroxide. At ang bagay dito ay ang hindi kinakalawang na asero ay hindi purong bakal, ang hindi kinakalawang na asero ay isang haluang metal na bakal at isa pang metal, pangunahin ang kromo.

Bilang karagdagan sa kromo, nikel, molibdenum, titanium, niobium, asupre, posporus, atbp ay maaaring isama sa komposisyon ng bakal.Ang pagdaragdag ng mga karagdagang elemento sa mga haluang metal na responsable para sa ilang mga pag-aari ng mga nagreresultang haluang metal ay tinatawag na alloying.

Mga paraan upang maprotektahan laban sa kaagnasan

Tulad ng nabanggit namin sa itaas, ang pangunahing elemento ng alloying na idinagdag sa ordinaryong bakal upang bigyan ito ng mga katangian ng anti-corrosion ay ang kromium. Mas mabilis ang pag-oxidize ng Chrome kaysa sa bakal, iyon ay, isang hit sa sarili. Sa ibabaw ng hindi kinakalawang na asero, kung gayon, unang lumilitaw ang isang proteksiyon na pelikula ng chromium oxide, na may madilim na kulay, at hindi maluwag bilang ordinaryong bakal na bakal.

Ang Chromium oxide ay hindi dumaan sa mga agresibong mga ions sa kapaligiran na nakakapinsala sa bakal, at ang metal ay protektado mula sa kaagnasan, tulad ng isang matibay na hermetic na suit na proteksiyon. Iyon ay, ang pelikulang oksido sa kasong ito ay may proteksiyon na function.

Ang halaga ng kromo sa hindi kinakalawang na asero ay karaniwang hindi mas mababa kaysa sa 13%, ang nikel ay bahagyang mas mababa sa hindi kinakalawang na asero, at ang iba pang mga alloying additives ay matatagpuan sa mas maliit na halaga.

Ito ay salamat sa mga proteksiyon na pelikula na unang kumuha ng epekto sa kapaligiran, na maraming mga metal ang lumalaban sa kaagnasan sa iba't ibang mga kapaligiran.Halimbawa, ang isang kutsara, plato o kawali, na gawa sa aluminyo, hindi talaga kumikinang, sila, kung titingnan mo nang mabuti, ay may isang maputi na kulay. Ito ay aluminyo oksido lamang, na nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa purong aluminyo na may hangin, at pagkatapos ay pinoprotektahan ang metal mula sa kaagnasan.

Ang film ng oxide ay lilitaw sa sarili nitong, at kung linisin mo ang aluminyo pan na may papel de liha, pagkatapos ng ilang segundo ng pagtakpan ay magiging maputi muli - ang aluminyo sa nalinis na ibabaw ay muling mag-oxidize sa ilalim ng impluwensya ng oxygen sa atmospera.

Dahil ang isang film na alumina ay nabuo sa sarili nito, nang walang mga espesyal na trick sa teknolohikal, tinatawag itong isang passive film. Ang ganitong mga metal, na kung saan ang isang pelikulang oksido ay natural na bumubuo, ay tinatawag na passivating. Sa partikular, ang aluminyo ay isang passivated metal.

Ang ilang mga metal ay pinilit sa isang estado ng pasibo, halimbawa, ang mas mataas na iron oxide - Ang Fe2O3 ay maaaring maprotektahan ang bakal at ang mga haluang metal nito sa hangin sa mataas na temperatura at kahit sa tubig, na alinman sa pulang hydroxide o mas mababang mga oxide ng parehong bakal ay maaaring magyabang.

May mga passivation at nuances sa hindi pangkaraniwang bagay. Halimbawa, sa malakas na asidong asupre, ang agad na passivated na bakal ay lumalaban sa kaagnasan, at sa isang mahina na solusyon ng sulpuriko acid, ang kaagnasan ay magsisimula kaagad.

Bakit nangyayari ito? Ang sagot sa maliwanag na kabalintunaan ay sa malakas na acid, ang isang passivating film na agad na bumubuo sa ibabaw ng hindi kinakalawang na asero, dahil ang isang acid na may mas mataas na konsentrasyon ay nagpahayag ng mga katangian ng oxidizing.

Kasabay nito, ang isang mahina na acid ay hindi nag-oxidize ng bakal na mabilis na sapat, at ang proteksiyon na pelikula ay hindi bumubuo, nagsisimula lamang ito ng kaagnasan. Sa mga ganitong kaso, kapag ang medium ng pag-oxidizing ay hindi sapat na agresibo, upang makamit ang epekto ng passivation resort sa mga espesyal na kemikal na additives (inhibitors, corrosion inhibitors) na tumutulong sa pagbuo ng isang passive film sa metal na ibabaw.

Dahil hindi lahat ng mga metal ay madaling kapitan ng pagbuo ng mga passive films sa kanilang ibabaw, kahit na sa pamamagitan ng lakas, ang pagdaragdag ng mga moderator sa medium ng oxidizing ay humahantong lamang sa pag-iwas sa pagpapanatili ng metal sa ilalim ng mga kondisyon ng pagbawas, kapag ang oksihenasyon ay masiglang pinigilan, i. .

Mayroong isa pang paraan upang mapanatili ang metal sa kapaligiran ng paggaling, kung hindi posible na gumamit ng isang inhibitor, gumamit ng isang mas aktibong patong: ang galvanized na balde ay hindi kalawang, dahil ang zinc ng patong ay nagtatali ng bakal na nakikipag-ugnay sa kapaligiran, iyon ay, tumatagal ng isang hit sa sarili, pagiging isang mas aktibong metal , ang zinc ay mas malamang na magpasok ng isang reaksiyong kemikal.

Ang ilalim ng barko ay madalas na protektado sa parehong paraan: ang isang piraso ng pagtapak ay nakalakip sa ito, at pagkatapos ay ang pagtapak ay nawasak, at ang ilalim ay nananatiling hindi nakasugat.

Ang proteksyon ng electrochemical corrosion ng mga underground utility ay isa ring pangkaraniwang paraan upang labanan ang pagbuo ng kalawang sa kanila. Ang mga kondisyon ng pagbawas ay nilikha sa pamamagitan ng paglalapat ng isang negatibong potensyal na katod sa metal, at sa mode na ito, ang proseso ng oksihenasyon ng metal ay hindi na magagawang magpatuloy lamang ng masiglang.

Maaaring tanungin ng isa kung bakit ang mga ibabaw na peligro ng kaagnasan ay hindi lamang pintura, bakit hindi lamang amerikana ang isang bahagi na masugatan sa kaagnasan sa bawat oras na may enamel? Ano ang iba't ibang mga paraan para sa?

Ang sagot ay simple. Ang enamel ay maaaring masira, halimbawa, ang pintura ng kotse ay maaaring masira sa isang hindi kanais-nais na lugar, at ang katawan ay magsisimula nang unti-unti ngunit patuloy na kalawang, dahil ang mga compound ng asupre, asin, tubig, oxygen, ay darating sa lugar na ito, at bilang isang resulta, ang katawan ay babagsak.

Upang maiwasan ang tulad ng isang pag-unlad ng mga kaganapan, gumawa ng karagdagang anti-corrosion na paggamot ng katawan. Ang isang kotse ay hindi isang enameled plate na maaaring itapon kung ang isang enamel ay nasira at bumili ng bago ..

Kasalukuyang estado ng gawain

Sa kabila ng maliwanag na kaalaman at pagpapaliwanag ng kababalaghan ng kaagnasan, sa kabila ng maraming nalalaman na pamamaraan ng proteksyon na ginamit, ang kaagnasan ay nagdudulot ng isang tiyak na panganib. Nawasak ang mga tubo at humantong ito sa paglabas ng langis at gas, bumagsak ang mga eroplano, nag-crash ang tren. Ang kalikasan ay mas kumplikado kaysa sa tila sa unang tingin, at ang sangkatauhan ay hindi pa upang galugarin ang higit pang mga aspeto ng kaagnasan.

Kaya, kahit na ang mga alloy na lumalaban sa kaagnasan ay napatunayan na maging matatag lamang sa ilang mga mahuhulaan na kondisyon, para sa operasyon kung saan sila ay orihinal na inilaan. Halimbawa, ang mga hindi kinakalawang na steel ay hindi nagpapahintulot sa mga klorido, at apektado ng mga ito - nangyayari ang peptic, pitting at intercrystal corrosion.

Sa panlabas, nang walang isang pahiwatig ng kalawang, ang istraktura ay maaaring biglang bumagsak kung maliit, ngunit napakalalim ng mga sugat na form sa loob. Ang mga Microcracks na tumagos sa kapal ng metal ay hindi nakikita mula sa labas.

Kahit na ang isang haluang metal na hindi madaling kapitan ng kaagnasan ay maaaring biglang pumutok, na sa ilalim ng matagal na mekanikal na stress - ang isang malaking crack ay biglang sirain ang istraktura. Ito ay nangyari sa buong mundo na may mga istruktura ng gusali, mga mekanismo, at kahit na sa mga eroplano at helikopter.