Korrozioni i bakrit dhe lidhjeve të tij: shkaqet dhe zgjidhjet

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Bakri dhe lidhjet e bakrit kanë përçueshmëri të lartë elektrike dhe termike, mund të përpunohen, kanë rezistencë të mirë korrozioni, kështu që ato përdoren në mënyrë aktive në shumë industri. Por kur hyn në një mjedis të caktuar, korrozioni i bakrit dhe lidhjeve të tij ende shfaqet. Çfarë është dhe si t'i mbroni produktet nga dëmtimi, do të shqyrtojmë në këtë artikull.

Çfarë është korrozioni

Ky është shkatërrimi i metaleve si rezultat i ekspozimit ndaj mjedisit. Në vendet me një industri të zhvilluar mirë, dëmi nga korrozioni është 4–5% e të ardhurave kombëtare. Jo vetëm metalet përkeqësohen, por edhe mekanizmat dhe pjesët e bëra prej tyre, gjë që çon në kosto shumë të larta. Tubacionet e gërryera shpesh rrjedhin kimikate të dëmshme, duke rezultuar në ndotje të tokës, ujit dhe ajrit. E gjithë kjo ndikon negativisht në shëndetin e njerëzve. Korrozioni i bakrit është shkatërrimi i tij spontan nën ndikimin e elementeve individuale të mjedisit njerëzor. Shkaku i dëmtimit të metalit është paqëndrueshmëriaatë ndaj substancave individuale në ajër. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e lartë është shkalla e korrozionit.

Vetitë e bakrit

Bakri është metali i parë që njeriu filloi të përdorë. Është në ngjyrë të artë, dhe në ajër mbulohet me një shtresë oksidi dhe merr një ngjyrë të kuqe-verdhë, e cila e dallon atë nga metalet e tjera që kanë një nuancë gri. Është shumë plastik, ka përçueshmëri të lartë termike, konsiderohet një përcjellës i shkëlqyer, i dyti vetëm pas argjendit. Në acidin klorhidrik të dobët, ujin e freskët dhe të detit, korrozioni i bakrit është i papërfillshëm.

Në ajër të hapur, metali oksidohet me formimin e një filmi oksid që mbron metalin. Me kalimin e kohës, ajo errësohet dhe bëhet kafe. Shtresa që mbulon bakrin quhet patina. Ajo ndryshon ngjyrën e saj nga kafe në të gjelbër dhe madje edhe të zezë.

Korrozioni elektrokimik

Ky është lloji më i zakonshëm i shkatërrimit të produkteve metalike. Korrozioni elektrokimik shkatërron pjesët e makinerive, strukturat e ndryshme të vendosura në tokë, ujin, atmosferën, lëngjet lubrifikuese dhe ftohëse. Ky është dëmtim i sipërfaqes së metaleve nën ndikimin e një rryme elektrike, kur, gjatë një reaksioni kimik, elektronet lirohen dhe transferohen nga katoda në anodë. Kjo lehtësohet nga struktura kimike heterogjene e metaleve. Kur bakri kontakton hekurin, në elektrolit shfaqet një qelizë galvanike, ku hekuri bëhet anodë dhe bakri bëhet katodë, sepse hekuri në serinë e tensioneve sipas tabelës periodike është në të majtë të bakrit dhe është më aktiv.

Në një palë hekur me bakër, korrozioni i hekurit ndodh më shpejt se bakri. Kjo ndodh sepse kur hekuri shkatërrohet, elektronet prej tij kalojnë në bakër, i cili mbetet i mbrojtur derisa e gjithë shtresa e hekurit të shkatërrohet plotësisht. Kjo veti përdoret shpesh për të mbrojtur pjesët dhe mekanizmat.

Efekti i papastërtive në përkeqësimin e metaleve

Dihet se metalet e pastra praktikisht nuk korrodohen. Por në praktikë, të gjitha materialet përmbajnë një sasi të papastërtive. Si ndikojnë ato në sigurinë gjatë funksionimit të produkteve? Supozoni se ekziston një pjesë e bërë nga dy metale. Konsideroni se si ndodh korrozioni i bakrit me alumin. Kur ekspozohet ndaj ajrit, sipërfaqja e saj mbulohet me një shtresë të hollë uji. Duhet të theksohet se uji zbërthehet në jone hidrogjeni dhe jone hidroksid, dhe dioksidi i karbonit i tretur në ujë formon acidin karbonik. Rezulton se bakri dhe alumini, të zhytur në një zgjidhje, krijojnë një qelizë galvanike. Për më tepër, alumini është anoda, bakri është katoda (alumini është në të majtë të bakrit në serinë e tensionit).

Jonet e aluminit hyjnë në tretësirë dhe elektronet e tepërta kalojnë në bakër, duke shkarkuar jone hidrogjeni pranë sipërfaqes së tij. Jonet e aluminit dhe tonet e hidroksidit kombinohen dhe depozitohen në sipërfaqen e aluminit si një substancë e bardhë, duke shkaktuar korrozion.

Korrozioni i bakrit në mjedise acidike

Bakri shfaq rezistencë të mirë ndaj korrozionit në të gjitha kushtet pasi rrallë e zhvendos hidrogjenin sepse është në serinë e tensionit elektrokimikqëndron pranë metaleve të çmuara. Përdorimi i gjerë i bakrit në industrinë kimike është për shkak të rezistencës së tij ndaj shumë mediave organike agresive:

• nitrate dhe sulfide;
• rrëshira fenolike;
• acid acetik, laktik, citrik dhe oksalik;
• hidroksidet e kaliumit dhe natriumit;
• tretësira të dobëta të acidit sulfurik dhe klorhidrik.

Nga ana tjetër, ka një shkatërrim të fortë të bakrit në:

• tretësira acide të kripërave të kromit;
• acidet minerale - perklorik dhe nitrik, dhe korrozioni rritet me rritjen e përqendrimit.
• acid sulfurik i përqendruar, duke u rritur me rritjen e temperaturës;
• hidroksid amoniumi;
• kripëra oksiduese.

Metodat e ruajtjes së metaleve

Praktikisht të gjitha metalet në një mjedis të gaztë ose të lëngshëm pësojnë shkatërrim sipërfaqësor. Mënyra kryesore për të mbrojtur bakrin nga korrozioni është aplikimi i një shtrese mbrojtëse në sipërfaqen e produkteve, e cila përbëhet nga:

• Metal - në sipërfaqen e bakrit të produktit aplikohet një shtresë metali, e cila është më rezistente ndaj korrozionit. Për shembull, bronzi, zinku, kromi dhe nikeli përdoren si ai. Në këtë rast, kontakti me mjedisin dhe oksidimi do të ndodhë me metalin e përdorur për veshjen. Nëse shtresa mbrojtëse dëmtohet pjesërisht, atëherë metali bazë, bakri, shkatërrohet.
• Substancat jometalike janë veshje inorganike që përbëhen nga masë qelqore, llaç çimentoje ose organike - bojëra, llaqe, bitum.
• Kimikefilma - mbrojtja formohet me një metodë kimike, duke krijuar komponime në sipërfaqen metalike që mbrojnë me besueshmëri bakrin nga korrozioni. Për ta bërë këtë, përdoren filma oksidi, fosfati ose sipërfaqja e lidhjeve është e ngopur me azot, substanca organike ose trajtohet me karbon, përbërjet e të cilave e ruajnë atë në mënyrë të besueshme.

Përveç kësaj, një përbërës aliazh futet në përbërjen e lidhjeve të bakrit, i cili rrit vetitë kundër korrozionit, ose ndryshon përbërja e mjedisit, duke hequr papastërtitë prej tij dhe duke futur frenues që ngadalësojnë reagimin.

Përfundim

Bakri nuk është një element kimikisht aktiv, për shkak të kësaj, shkatërrimi i tij është shumë i ngad altë në pothuajse çdo mjedis. Prandaj, përdoret gjerësisht në shumë sektorë të ekonomisë kombëtare. Për shembull, metali është shumë i qëndrueshëm në ujë të pastër të freskët dhe të detit. Por ndërsa përmbajtja e oksigjenit rritet ose rrjedha e ujit përshpejtohet, rezistenca ndaj korrozionit zvogëlohet.