Тот баспайтын болат пен көміртекті болатты тікелей жанасу кезінде пайдалануға болмайды, бұл материалтану мен инженерлік тәжірибеде маңызды қағида болып табылады. Негізінен, «гальваникалық коррозияның» пайда болуына байланысты, оны «гальваникалық коррозия» немесе «гетерогенді металл коррозиясы» деп те атайды. Бұл тот баспайтын болатты қорғау үшін өзін құрбан ететін көміртекті болаттың бір бөлігі сияқты, бұл көміртекті болаттың тез тот басуына әкеледі.
Тот баспайтын болат көміртекті болат өзегімен сәйкес келмейді, себебі: гальваникалық коррозия
1. Потенциалдар айырымы - қозғаушы күш
Әртүрлі металдардың электролиттерде (мысалы, су, ылғалды ауа, қышқылдар, негіздер, тұздар және т.б.) әртүрлі электрохимиялық белсенділігі бар, мұны олардың электрон жоғалту деңгейлерінің әртүрлілігі ретінде түсінуге болады. Белсенділіктің бұл айырмашылығы электродтық потенциалмен өлшенеді.
Көміртекті болат сияқты реактивті металдардың электродтық потенциалы төмен және электрондарды жоғалтуға бейім, бұл олардың коррозияға төзімділігін төмендетеді.
Инертті металдардың (мысалы, тот баспайтын болат) электродтық потенциалы жоғары және электрондарды жоғалту ықтималдығы аз. Тот баспайтын болаттың «тот баспайтын» болуының себебі, оның бетіндегі хром тығыз хром оксидінің пассивациялық қабықшасын түзеді, бұл одан әрі коррозияның алдын алады.
Бұл екі металл электролитте тікелей жанасқан кезде, толық бастапқы батарея тізбегі пайда болады.
2. Коррозия процесі
Анод (коррозияланған ұшы): Көміртекті болат, белсенді металл ретінде, батареяның анодына айналады. Ол белсенді түрде еріп (коррозияға ұшырап) электрондарды босатады. Реакция: Fe → Fe ² ⁺+2e ⁻
Катод (қорғалған ұшы): Тот баспайтын болат, инертті металл ретінде, батареяның катодына айналады. Ол коррозияға ұшырамайды, тек анодтан ағып жатқан электрондарды қабылдайды және бұл электрондарды электролиттермен (мысалы, судағы оттегімен) әрекеттесу үшін пайдаланады. Реакция: O₂₂+2H₂ O+4e⁻ → 4OH⁻
Нәтижесі: Бұл батарея жүйесінде ток көміртекті болаттан (анод) тот баспайтын болатқа (катод) өтеді, бұл көміртекті болаттың коррозия жылдамдығының күрт артуына әкеледі, ал тот баспайтын болат «катодтық қорғаныспен» қорғалған және іс жүзінде коррозияға ұшырамайды.
Жарқын метафора:
Бұл «адал адам» (көміртекті болат) мен «ақылды адам» (тот баспайтын болат) серіктес болып, бизнес жүргізуге ұқсайды. Қиындықтарға (коррозияға ұшыраған орта) тап болған кезде, адал адамдар ақылды адамдардың зиян көрмеуі үшін үнемі өз мүдделерін құрбан етеді (коррозияға ұшырайды).
Тот баспайтын болат көміртекті болаттың негізгі әсер етуші факторларымен сәйкес келе алмайды
Гальваникалық коррозияның ауырлығы келесі факторларға байланысты:
Қоршаған орта (электролит):Бұл ең маңызды фактор. Құрғақ ауада гальваникалық коррозия пайда болмайды, себебі тізбек құрайтын электролит жоқ. Бірақ ылғалды ортада, теңіз суында, өнеркәсіптік аймақтарда және тұз шашыраған ортада коррозия өте тез және ауыр болуы мүмкін.
Потенциалдар айырмасы:Екі металдың арасындағы потенциалдар айырмашылығы неғұрлым үлкен болса, коррозияның қозғаушы күші соғұрлым күшті болады. Көміртекті болат пен тот баспайтын болаттың арасындағы потенциалдар айырмашылығы айтарлықтай коррозияны тудыратындай үлкен.
Анодтың катод ауданына қатынасы:Бұл ең қауіпті жағдайлардың бірі. Егер катодтың (тот баспайтын болат) ауданы үлкен және анодтың (көміртекті болат) ауданы аз болса, коррозия тогы ұсақ көміртекті болатқа жоғары шоғырланады, бұл оның өте қысқа мерзімде толығымен коррозияға ұшырауына және тесілуіне әкеледі. Мысалы, тот баспайтын болаттан жасалған резервуар көміртекті болтпен бекітілсе, көміртекті болт тез тот басып, сынады.
Тот баспайтын болатты көміртекті болатпен қалай байланыстыруға және болдырмауға болады?
Практикалық қолданыстарда біз көбінесе тот баспайтын болат пен көміртекті болатты бір-біріне қосуымыз керек, сондықтан оқшаулау шараларын қолдану қажет:
1. Электр оқшаулағышы:Бұл ең тиімді және жиі қолданылатын әдіс. Ток тізбегін өшіру үшін екі металдың арасына өткізбейтін оқшаулағыш материал қосыңыз.
- Оқшаулағыш төсемдерді/шайбаларды пайдаланыңыз: Фланецті қосылыстарда пластик (мысалы, ПВХ, нейлон), резеңке немесе синтетикалық төсемдерді пайдаланыңыз.
- Оқшауланған втулкаларды және шайбаларды пайдаланыңыз: Болтпен бекітілген қосылыстарда болттар мен көміртекті болат тесіктерінің арасына пластикалық втулкаларды, ал гайкалардың астына оқшауланған шайбаларды пайдаланыңыз.
- Жабын оқшаулағыш қабаты: жанасатын бетке эпоксидті шайыр шашыңыз, бояу жағыңыз немесе басқа жабындарды қолданыңыз. Әдетте екеуін де немесе кем дегенде катод (тот баспайтын болат) бетін жабу ұсынылады, себебі егер тек анод (көміртекті болат) жабылса, жабын зақымдалғаннан кейін зақымдалған жердегі коррозия күшейе түседі.
2. Басқару ортасы:Электролиттің жиналуын болдырмау үшін қосылым бөліктерін мүмкіндігінше құрғақ және таза ұстаңыз.
3. Өтпелі материалдарды пайдалану:екі металл (мысалы, алюминий) арасына электродтық потенциалы бар металды қосу, бірақ бұл әдіс сирек қолданылады және мұқият жобалауды қажет етеді.
4. Катодтық қорғаныс:Бүкіл құрылым сыртқы токты қолдану немесе анодты (мысалы, мырыш блогын) құрбан ету арқылы жасанды түрде катодқа айналады, бірақ бұл әдетте кемелер мен құбырлар сияқты ірі құрылымдар үшін қолданылады.
Қорытынды
Тот баспайтын болат пен көміртекті болат тікелей жанаса алмайды, себебі олар ылғалды электролит ортасында бастапқы батареяларды түзе алады, бұл анод ретінде көміртекті болаттың гальваникалық коррозиясының жеделдеуіне әкеледі. Бұл жағдайды болдырмау үшін жабдықтың қауіпсіздігі мен ұзақ мерзімді қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін жобалау және орнату кезінде электр оқшаулауын оқшаулау шараларын, мысалы, оқшаулағыш төсемдерді, втулкаларды және жабындарды пайдалануды қолдану қажет.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 29 қазан