Պասիվացումն է Մետաղների պասիվացման գործընթացը նշանակում է մակերեսի վրա բարակ թաղանթների ստեղծում՝ կոռոզիայից պաշտպանվելու համար։

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Մետաղները կոռոզիայից պաշտպանելու ավանդական մեթոդները գնալով ավելի քիչ հավանական է, որ բավարարեն այն տեխնիկական պահանջները, որոնք կիրառվում են կարևոր կառուցվածքների և նյութերի կատարողական հատկությունների նկատմամբ: Առանց ժանգից մեխանիկական պաշտպանության միայն տան շրջանակների, խողովակաշարերի և մետաղական ծածկույթների կրող ճառագայթները, երբ խոսքը վերաբերում է արտադրանքի երկարաժամկետ օգտագործմանը: Կոռոզիայից պաշտպանության ավելի արդյունավետ մոտեցում է էլեկտրաքիմիական մեթոդը և, մասնավորապես, պասիվացումը: Սա ակտիվ լուծույթների օգտագործման եղանակներից մեկն է, որոնք պաշտպանիչ և մեկուսիչ թաղանթ են կազմում աշխատանքային մասի մակերեսին:

Տեխնոլոգիական ակնարկ

Պասիվացումը պետք է հասկանալ որպես մետաղի մակերեսի վրա բարակ թաղանթ ձևավորելու գործընթաց, որի կառուցվածքը.բնութագրվում է բարձր դիմադրությամբ. Ավելին, այս ծածկույթի գործառույթները կարող են տարբեր լինել, օրինակ՝ մարտկոցների էլեկտրոլիտներում այն ոչ միայն երկարացնում է էլեկտրոդների ծառայության ժամկետը, այլև նվազեցնում է ինքնալիցքաթափման ինտենսիվությունը։ Կոռոզիայից պաշտպանության տեսանկյունից պասիվացումը միջոց է նյութի դիմադրությունը բարձրացնելու ագրեսիվ միջավայրին, որը հրահրում է ժանգի զարգացումը: Պաշտպանիչ-մեկուսիչ ծածկույթի ձևավորման նույն մեխանիզմը կարող է տարբեր լինել: Էլեկտրաքիմիական և քիմիական մեթոդները սկզբունքորեն տարբեր են, բայց երկու դեպքում էլ վերջնական արդյունքը կլինի աշխատանքային մասի արտաքին կառուցվածքի անցումը քիմիապես ոչ ակտիվ վիճակի:

Էլեկտրաքիմիական հակակոռոզիոն պաշտպանության սկզբունքը

Էլեկտրաքիմիական պասիվացման առանցքային գործոնը արտաքին հոսանքի ազդեցությունն է թիրախային մակերեսի վրա: Կոռոզիոն մետաղական կառուցվածքով կաթոդի հոսանքի անցման պահին նրա պոտենցիալը փոխվում է բացասական ուղղությամբ, ինչը փոխում է նաև աշխատանքային մասի մոլեկուլների իոնացման գործընթացի բնույթը։ Արտաքին բևեռացնողի կողմից անոդային ազդեցության պայմաններում (բնորոշ թթվային միջավայրի համար) կարող է պահանջվել հոսանքի ավելացում: Սա անհրաժեշտ է բևեռացնողը ճնշելու և հետագայում լիարժեք հակակոռոզիոն պաշտպանության հասնելու համար: Այնուամենայնիվ, արտաքին հոսանքի պատճառով մակերեսի պասիվացման ավելացմամբ, ջրածնի արտազատումը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է մետաղի հիդրոգենացման: Արդյունքում սկսվում է մետաղական կառուցվածքում ջրածնի տարրալուծման գործընթացը, որին հաջորդում է աշխատանքային մասի ֆիզիկական հատկությունների վատթարացումը։

Կաթոդպաշտպանության մեթոդ

Սա էլեկտրաքիմիական հակակոռոզիոն մեկուսացման տեսակ է, որն օգտագործում է կաթոդիկ հոսանքի կիրառման տեխնիկան։ Բայց այս մեթոդը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով. Օրինակ, արտադրության մեջ որոշ դեպքերում բավարար պոտենցիալ տեղաշարժ է ապահովվում՝ միացնելով մասը արտաքին հոսանքի աղբյուրին որպես կաթոդ: Անոդը իներտ օժանդակ էլեկտրոդ է: Այս մեթոդը եռակցումից հետո կատարում է կարերի պասիվացում, պաշտպանում է հորատման կառույցների և ստորգետնյա խողովակաշարերի մետաղական հարթակները։ Կաթոդիկ պասիվացման մեթոդի առավելությունները ներառում են տարբեր տեսակի կոռոզիոն գործընթացները ճնշելու արդյունավետությունը:

Բացի ժանգի ընդհանուր վնասից, կանխվում է փոսերի առաջացումը և միջգրանային կոռոզիան: Կիրառվում են նաև կաթոդիկ էլեկտրաքիմիական գործողության այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են պաշտպանիչ և գալվանական: Այս մոտեցումների հիմնական առանձնահատկությունն ավելի էլեկտրաբացասական մետաղի օգտագործումն է որպես բևեռացնող: Այս տարրը շփվում է պաշտպանված արտադրանքի հետ և գործում է որպես անոդ՝ ոչնչացվելով շահագործման ընթացքում։ Նմանատիպ մեթոդներ սովորաբար օգտագործվում են փոքր կառույցների, շենքերի և շինությունների մասերի մեկուսացման ժամանակ։

Անոդ պաշտպանության մեթոդ

Մետաղական մասերի անոդային մեկուսացման դեպքում պոտենցիալը փոխվում է դրական ուղղությամբ, ինչը նաև նպաստում է մակերեսի դիմադրությանը կոռոզիոն գործընթացներին: Կիրառվող անոդային հոսանքի էներգիայի մի մասը ծախսվում է մետաղի իոնացման վրամոլեկուլները, իսկ մյուս մասը՝ կաթոդիկ ռեակցիան ճնշելու համար։

Այս մոտեցման բացասական գործոններից է մետաղի տարրալուծման բարձր արագությունը, որն անհամեմատելի է կոռոզիոն ռեակցիայի կրճատման արագության հետ։ Մյուս կողմից, շատ բան կախված կլինի այն մետաղից, որի վրա կիրառվում է պասիվացում: Սրանք կարող են լինել ինչպես ակտիվորեն լուծվող նյութեր, այնպես էլ թերի էլեկտրոնային շերտերով մասեր, որոնց կառուցվածքը պասիվ վիճակում նույնպես նպաստում է արգելակման և ոչնչացման ռեակցիաներին: Բայց ամեն դեպքում, հակակոռոզիոն պաշտպանության զգալի ազդեցության հասնելու համար պահանջվում է մեծ անոդային հոսանքների օգտագործում։

Այս տեսանկյունից, այս մեթոդը նպատակահարմար չէ օգտագործել մեկուսացման կարճաժամկետ պահպանման համար, սակայն էներգիայի ցածր ծախսերը վերադրված հոսանքը պահպանելու համար լիովին արդարացնում են անոդային պասիվացումը: Ի դեպ, ձևավորված պաշտպանության համակարգը ապագայում պահանջում է ընդամենը 10-3 A/m2։

Քիմիական ինհիբիտորների օգտագործում

Այլընտրանքային տեխնոլոգիական մոտեցում ագրեսիվ միջավայրում աշխատելիս մետաղների դիմադրողականությունը բարձրացնելու համար: Ինհիբիտորներն ապահովում են քիմիական պասիվացում, որը նվազեցնում է մետաղների տարրալուծման ինտենսիվությունը և տարբեր աստիճանի վերացնում կոռոզիայից առաջացած վնասակար հետևանքները:

Ինքնին արգելակիչն, ինչ-որ իմաստով, վերադրված հոսանքի անալոգն է, բայց քիմիական կամ էլեկտրաքիմիական համակցված գործողությամբ: Օրգանական և անօրգանական նյութերը գործում են որպես պաշտպանիչ թաղանթի ակտիվացնողներ, իսկ ավելի հաճախ՝հատուկ ընտրված բարդ միացություններ. Ինհիբիտորի ներմուծումը ագրեսիվ միջավայր առաջացնում է մետաղի մակերևույթի կառուցվածքի փոփոխություններ՝ ազդելով էլեկտրոդների կինետիկ ռեակցիաների վրա։

Պաշտպանության արդյունավետությունը կախված կլինի մետաղի տեսակից, արտաքին պայմաններից և ողջ գործընթացի տևողությունից: Այսպիսով, երկարաժամկետ հեռանկարում չժանգոտվող պողպատի պասիվացումը կպահանջի ավելի շատ էներգետիկ ռեսուրսներ ագրեսիվ միջավայրին հակազդելու համար, քան արույրի կամ երկաթի դեպքում: Բայց ինհիբիտորի գործողության մեխանիզմը դեռևս առանցքային դեր կունենա։

Inhibitors-passivators

Ակտիվ կոռոզիայից պաշտպանություն՝ ըստ պասիվ դիմադրության ձևավորման սկզբունքների, կարող է ձևավորվել տարբեր արգելակիչներով։ Այսպիսով, լայնորեն կիրառվում են կլանման միացությունները անիոնների, կատիոնների և չեզոք մոլեկուլների տեսքով, որոնք կարող են քիմիական և էլեկտրաստատիկ ազդեցություն ունենալ մետաղի մակերեսի վրա։ Սրանք հակակոռոզիոն պաշտպանության ունիվերսալ միջոցներ են, սակայն դրանց ազդեցությունը նվազում է այն միջավայրում, որտեղ գերակշռում է թթվածնի բևեռացումը: Օրինակ, չժանգոտվող պողպատը պասիվացնելու համար պետք է օգտագործվի օքսիդացնող հատկություն ունեցող հատուկ արգելակիչ: Դրանք ներառում են մոլիբդատներ, նիտրիտներ և քրոմատներ, որոնք ստեղծում են օքսիդ թաղանթ՝ դրական բևեռացման տեղաշարժով, որը բավարար է թթվածնի մոլեկուլները ազատելու համար: Մետաղի մակերևույթի վրա տեղի է ունենում ստացված թթվածնի ատոմների քիմիզորբցիան՝ արգելափակելով ծածկույթի ամենաակտիվ հատվածները և ստեղծելով մետաղի կառուցվածքի տարրալուծման ռեակցիան դանդաղեցնելու լրացուցիչ ներուժ։

Պասիվացման օգտագործումը կիսահաղորդիչների պաշտպանության մեջ

Բարձր լարման տակ կիսահաղորդչային տարրերի աշխատանքը պահանջում է կոռոզիայից պաշտպանության հատուկ մոտեցում: Նման դեպքերի առնչությամբ մետաղի պասիվացումն արտահայտվում է մասի ակտիվ շրջանի շրջանաձև մեկուսացման մեջ։ Էլեկտրական եզրերի պաշտպանությունը ձևավորվում է դիոդների և երկբևեռ տրանզիստորների միջոցով: Հարթ պասիվացումը ներառում է պաշտպանիչ օղակի ստեղծում, ինչպես նաև բյուրեղային մակերեսը ապակիով պատում։ Մեսա պասիվացման մեկ այլ մեթոդ ներառում է ակոսի ձևավորում՝ կառուցվածքային մետաղական բյուրեղի մակերեսի վրա լարվածության առավելագույն թույլատրելի մակարդակը բարձրացնելու համար:

Հակակոռոզիոն թաղանթի ձևափոխում

Պասիվացման արդյունքում ձևավորված ծածկույթը թույլ է տալիս մի շարք լրացուցիչ ամրացումներ: Սա կարող է լինել երեսպատում, քրոմապատում, ներկում և պահպանողական թաղանթի ստեղծում: Օգտագործվում են նաև հակակոռոզիոն պաշտպանության օժանդակ ուժեղացման մեթոդներ, որպես այդպիսին։ Ցինկի ծածկույթների համար մշակվում են հատուկ լուծումներ՝ հիմնված պոլիմերային և քրոմի բաղադրիչների վրա։ Սովորական ցինկապատ դույլի համար կարող են օգտագործվել լվացող ոչ ռեակտիվ հավելումներ:

Եզրակացություն

Կոռոզիան կործանարար գործընթաց է, որը կարող է դրսևորվել տարբեր ձևերով, բայց յուրաքանչյուր դեպքում այն նպաստում է մետաղի որոշակի գործառնական հատկությունների վատթարացմանը: Հնարավոր է բացառել տարբեր ձևերով նման պրոցեսների առաջացումը, ինչպես նաև ազնիվ մետաղների օգտագործումը, որոնք բնութագրվում են սկզբնական նվազեցմամբ.ժանգի զգայունություն. Այնուամենայնիվ, որոշակի ֆինանսական և տեխնոլոգիական պատճառներով, ստանդարտ հակակոռոզիոն պաշտպանության կամ կոռոզիոն բարձր դիմադրություն ունեցող մետաղների օգտագործումը միշտ չէ, որ հնարավոր է:

Օպտիմալ լուծումը նման դեպքերում պասիվացումն է՝ այն տարբեր տեսակի մետաղների պաշտպանության համեմատաբար մատչելի և արդյունավետ մեթոդ է։ Որոշ հաշվարկների համաձայն, ճիշտ ընտրված արգելակիչով մեկ էլեկտրոդը կարող է բավարար լինել 8 կիլոմետրանոց ստորգետնյա խողովակաշարի կոռոզիայից պաշտպանելու համար: Ինչ վերաբերում է թերություններին, ապա դրանք արտահայտվում են սկզբունքորեն էլեկտրաքիմիական պասիվացման մեթոդների կիրառման տեխնիկական բարդությամբ։