Pasivimi është Procesi i pasivimit të metaleve nënkupton krijimin e shtresave të holla në sipërfaqe për t'u mbrojtur nga korrozioni

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

Metodat tradicionale të mbrojtjes së metaleve nga korrozioni kanë gjithnjë e më pak të ngjarë të plotësojnë kërkesat teknike që zbatohen për vetitë e performancës së strukturave dhe materialeve kritike. Trarët mbajtës në kornizat e shtëpive, linjat e tubacioneve dhe veshjet metalike nuk mund të bëjnë vetëm pa mbrojtje mekanike nga ndryshku kur bëhet fjalë për përdorimin afatgjatë të produktit. Një qasje më efektive për mbrojtjen nga korrozioni është metoda elektrokimike dhe, në veçanti, pasivimi. Kjo është një nga mënyrat për të përdorur solucione aktive që formojnë një shtresë mbrojtëse dhe izoluese në sipërfaqen e pjesës së punës.

Përmbledhje e teknologjisë

Pasivimi duhet kuptuar si procesi i formimit të një filmi të hollë në një sipërfaqe metalike, struktura e të cilitkarakterizohet me rezistencë të lartë. Për më tepër, funksionet e kësaj veshjeje mund të jenë të ndryshme - për shembull, në elektrolitet e baterisë, jo vetëm që zgjat jetën e shërbimit të elektrodave, por gjithashtu zvogëlon intensitetin e vetë-shkarkimit. Nga pikëpamja e mbrojtjes nga korrozioni, pasivizimi është një mënyrë për të rritur rezistencën e një materiali ndaj një mjedisi agresiv që provokon zhvillimin e ndryshkut. I njëjti mekanizëm i formimit të një shtrese mbrojtëse-izoluese mund të jetë i ndryshëm. Metodat elektrokimike dhe kimike janë thelbësisht të ndryshme, por në të dyja rastet, rezultati përfundimtar do të jetë kalimi i strukturës së jashtme të pjesës së punës në një gjendje kimikisht joaktive.

Parimi i mbrojtjes elektrokimike kundër korrozionit

Faktori kryesor në pasivimin elektrokimik është efekti i një rryme të jashtme në sipërfaqen e synuar. Në momentin e kalimit të rrymës së katodës nëpër strukturën metalike korroduese, potenciali i saj ndryshon në drejtim negativ, gjë që ndryshon edhe natyrën e procesit të jonizimit të molekulave të pjesës së punës. Në kushtet e ekspozimit anodik nga ana e një polarizuesi të jashtëm (tipik për mediat acidike), mund të kërkohet një rritje e rrymës. Kjo është e nevojshme për të shtypur polarizuesin dhe më pas për të arritur mbrojtje të plotë kundër korrozionit. Sidoqoftë, me rritjen e pasivimit të sipërfaqes për shkak të rrymës së jashtme, lirimi i hidrogjenit rritet, gjë që çon në hidrogjenizimin e metalit. Si rezultat, fillon procesi i tretjes së hidrogjenit në strukturën metalike, i ndjekur nga një përkeqësim i vetive fizike të pjesës së punës.

Katodëmetoda e mbrojtjes

Ky është një lloj izolimi elektrokimik kundër korrozionit që përdor teknikën e aplikimit të rrymës katodike. Por kjo metodë mund të zbatohet në mënyra të ndryshme. Për shembull, në disa raste në prodhim, sigurohet një zhvendosje e mjaftueshme potenciale duke e lidhur pjesën me një burim të jashtëm rrymë si një katodë. Anoda është një elektrodë ndihmëse inerte. Kjo metodë kryen pasivimin e qepjeve pas saldimit, mbron platformat metalike të strukturave të shpimit dhe tubacionet nëntokësore. Përparësitë e metodës së pasivimit katodik përfshijnë efikasitetin në shtypjen e llojeve të ndryshme të proceseve të korrozionit.

Përveç dëmtimit të përgjithshëm të ndryshkut, parandalohet gërryerja e gropave dhe ndërgranulare. Praktikohen edhe metoda të tilla të veprimit elektrokimik katodik si mbrojtës dhe galvanik. Tipari kryesor i këtyre qasjeve është përdorimi i një metali më elektronegativ si polarizues. Ky element është në kontakt me produktin e mbrojtur dhe vepron si anodë, duke u shkatërruar gjatë operimit. Metoda të ngjashme përdoren zakonisht kur izolohen struktura të vogla, pjesë të ndërtesave dhe strukturave.

Metoda e mbrojtjes nga anoda

Me izolimin anodik të pjesëve metalike, potenciali zhvendoset në një drejtim pozitiv, gjë që kontribuon gjithashtu në rezistencën e sipërfaqes ndaj proceseve korrozioni. Një pjesë e energjisë së rrymës së aplikuar të anodës shpenzohet për jonizimin e metalitmolekulat, dhe pjesa tjetër - për të shtypur reaksionin katodik.

Ndër faktorët negativë të kësaj qasjeje është shkalla e lartë e tretjes së metalit, e cila është e pakrahasueshme me shkallën e reduktimit të reaksionit të korrozionit. Nga ana tjetër, shumë do të varet nga metali në të cilin zbatohet pasivizimi. Këto mund të jenë materiale që shpërndajnë në mënyrë aktive dhe pjesë me shtresa elektronike jo të plota, struktura e të cilave në gjendje pasive gjithashtu kontribuon në reagimet e frenimit dhe shkatërrimit. Por në çdo rast, për të arritur një efekt të rëndësishëm të mbrojtjes kundër korrozionit, kërkohet përdorimi i rrymave të mëdha të anodës.

Nga ky këndvështrim, kjo metodë nuk këshillohet të përdoret për mirëmbajtjen afatshkurtër të izolimit, megjithatë, kostot e ulëta të energjisë për ruajtjen e rrymës së mbivendosur justifikojnë plotësisht pasivimin anodik. Nga rruga, sistemi i formuar i mbrojtjes në të ardhmen kërkon një forcë aktuale prej vetëm 10-3 A/m2.

Përdorimi i inhibitorëve kimik

Një qasje teknologjike alternative për rritjen e rezistencës së metaleve kur veprojnë në mjedise agresive. Frenuesit ofrojnë pasivizim kimik, i cili redukton intensitetin e tretjes së metaleve dhe, në shkallë të ndryshme, eliminon efektet e dëmshme të dëmtimit nga korrozioni.

Në vetvete, një frenues është, në një farë kuptimi, një analog i rrymës së mbivendosur, por me një veprim të kombinuar kimik ose elektrokimik. Substancat organike dhe inorganike veprojnë si aktivizues të filmit mbrojtës, dhe më shpesh -Komponime komplekse të zgjedhura posaçërisht. Futja e një inhibitori në një mjedis agresiv shkakton ndryshime në strukturën e sipërfaqes së metalit, duke ndikuar në reaksionet e elektrodës kinetike.

Efektiviteti i mbrojtjes do të varet nga lloji i metalit, kushtet e jashtme dhe kohëzgjatja e të gjithë procesit. Kështu, në afat të gjatë, pasivizimi i çelikut inox do të kërkojë më shumë burime energjie për të luftuar një mjedis agresiv sesa në rastin e bronzit ose hekurit. Por mekanizmi i veprimit të vetë frenuesit do të vazhdojë të luajë një rol kyç.

Inhibitors-Pasivators

Mbrojtja aktive nga korrozioni sipas parimeve të formimit të rezistencës pasive mund të formohet nga frenues të ndryshëm. Kështu, përdoren gjerësisht përbërjet e absorbimit në formën e anioneve, kationeve dhe molekulave neutrale, të cilat mund të kenë një efekt kimik dhe elektrostatik në një sipërfaqe metalike. Këto janë mjete universale të mbrojtjes kundër korrozionit, por efekti i tyre zvogëlohet në mjediset ku dominon polarizimi i oksigjenit. Për shembull, një frenues i veçantë me veti oksiduese duhet të përdoret për të pasivuar çelikun inox. Këto përfshijnë molibdatet, nitritet dhe kromatet, të cilat krijojnë një shtresë oksidi me një zhvendosje polarizimi pozitiv të mjaftueshëm për të çliruar molekulat e oksigjenit. Në sipërfaqen e metalit, ndodh kimisorbimi i atomeve të oksigjenit që rezultojnë, duke bllokuar zonat më aktive të veshjes dhe duke krijuar një potencial shtesë për të ngadalësuar reaksionin e shpërbërjes së strukturës metalike.

Përdorimi i pasivizimit në mbrojtjen e gjysmëpërçuesve

Funksionimi i elementeve gjysmëpërçues nën tension të lartë kërkon një qasje të veçantë ndaj mbrojtjes nga korrozioni. Në lidhje me raste të tilla, pasivizimi i metalit shprehet në izolimin rrethor të rajonit aktiv të pjesës. Një mbrojtje elektrike e skajeve formohet duke përdorur dioda dhe transistorë bipolarë. Pasivizimi planar përfshin krijimin e një unaze mbrojtëse, si dhe veshjen e sipërfaqes kristalore me xhami. Një metodë tjetër e pasivizimit të mesave përfshin formimin e një brazdë për të rritur nivelin maksimal të lejueshëm të stresit në sipërfaqen e një kristali strukturor metalik.

Modifikimi i filmit kundër korrozionit

Veshja e formuar si rezultat i pasivimit lejon një shumëllojshmëri përforcimesh shtesë. Kjo mund të jetë shtrimi, kromi, lyerja dhe krijimi i një filmi konservues. Përdoren gjithashtu metoda të forcimit ndihmës të mbrojtjes kundër korrozionit si të tillë. Për veshjet e zinkut, po zhvillohen zgjidhje speciale bazuar në përbërës polimer dhe kromi. Për një kovë të rregullt të galvanizuar, mund të përdoren aditivë jo-reaktivë për shpëlarje.

Përfundim

Korrozioni është një proces shkatërrues që mund të shfaqet në mënyra të ndryshme, por në secilin rast ai kontribuon në përkeqësimin e disa vetive funksionale të metalit. Është e mundur të përjashtohet shfaqja e proceseve të tilla në mënyra të ndryshme, si dhe përdorimi i metaleve fisnike, të cilat karakterizohen nga një reduktim fillimisht.ndjeshmëri ndaj ndryshkut. Megjithatë, për arsye të caktuara financiare dhe teknologjike, përdorimi i mbrojtjes standarde kundër korrozionit ose përdorimi i metaleve me rezistencë të lartë korrozioni nuk është gjithmonë i mundur.

Zgjidhja optimale në raste të tilla është pasivimi - është një metodë relativisht e përballueshme dhe efektive për mbrojtjen e metaleve të llojeve të ndryshme. Sipas disa llogaritjeve, një elektrodë me një frenues të zgjedhur siç duhet mund të jetë e mjaftueshme për të mbrojtur nga korrozioni një linjë tubacioni nëntokësor 8 kilometra. Sa i përket disavantazheve, ato shprehen në kompleksitetin teknik të përdorimit në parim të metodave të pasivimit elektrokimik.