Oyuklanma korozyonu - Pitting corrosion - Wikipedia

Neden olduğu ciddi çukur korozyon sorunları klorür kiriş kirişindeki iyonlar Nandu Nehri Demir Köprüsü (Hainan Eyalet, Çin) metalik bir elementin tamamen kopmasına yol açar.

Oyuklanma korozyonuveya çukur, son derece yerelleştirilmiş bir biçimdir aşınma bu metalde küçük deliklerin oluşmasına neden olur. Çukur korozyonu için itici güç, pasifleştirme küçük bir alanın anodik (oksidasyon reaksiyonu) bilinmeyen ancak potansiyel olarak geniş bir alan katodik (indirgeme reaksiyonu), çok lokalize galvanik korozyon. Korozyon, sınırlı bir iyon difüzyonu ile metalin kütlesine nüfuz eder.

Mekanizma

Oksijen içeren bir çözelti içinde metal üzerinde gelişen lokal korozyon mekanizmasını gösteren diyagram

Çukur korozyonunun daha geleneksel açıklaması, otokatalitik süreç. Metal oksidasyonu, metalin uzamsal ayrımı ile korunan lokalize asitlik ile sonuçlanır. katodik ve anodik yarı reaksiyonlar, potansiyel bir gradyan ve agresif anyonların çukura elektromigrasyonunu yaratır.[1] Örneğin, oksijenli sodyum klorürde bir metal bulunduğunda elektrolit çukur anot görevi görür ve metal yüzey katot görevi görür. Çukurdaki pozitif metal iyonlarının bölgesel olarak üretilmesi, yük nötrlüğünü üretmek için elektrolitten negatif klor iyonlarını çeken yerel bir pozitif yük fazlalığı verir. Çukur yüksek konsantrasyonda metal (Me) klorür (MeCln) hangi hidrolizler karşılık gelen metal hidroksiti (Me (OH)) üretmek için su ilen) ve n H+ ve n Cl– iyonlar, korozyon sürecini hızlandırır.[2] Çukurda oksijen konsantrasyonu esasen sıfırdır ve tüm katodik oksijen reaksiyonları çukurun dışındaki metal yüzeyde gerçekleşir. Çukur anodiktir ve metalin hızlı çözünme odağıdır.[3] Metal korozyon başlangıcı, doğası gereği otokatalitiktir, ancak yayılması değildir.

Bu tür bir korozyon, metalin derin yapılarına zarar verirken yüzeyindeki küçük etkiyle çok az malzeme kaybına neden olduğundan, genellikle tespit edilmesi zordur ve bu nedenle son derece sinsidir. Yüzeydeki çukurlar genellikle korozyon ürünleri tarafından engellenir. Çukurlaşma, küçük bir yüzey kusuru, bir çizik veya yerel bir değişiklik ile başlatılabilir. alaşım bileşim (veya yerel safsızlıklar, Örneğin. metalik sülfit gibi kapanımlar MnS veya NiS ) veya koruyucu kaplamada bir hasar. Cilalı yüzeyler çukurlaşmaya karşı daha yüksek direnç gösterir.[kaynak belirtilmeli ]

Duyarlı alaşımlar ve çevre kombinasyonları

Pitting korozyonu, başka türlü pasif bir yüzeyde mikrondan milimetre çapa kadar değişen yerel saldırı ile tanımlanır ve yalnızca belirli alaşım ve çevresel kombinasyonlar için oluşur. Bu nedenle, bu tip korozyon tipik olarak, klorürler (Cl) gibi agresif türler içeren ortamlarda paslanmaz çelikler, nikel alaşımları, alüminyum alaşımları gibi sağlam (pasifleştirici) bir oksit film ile korunan alaşımlarda meydana gelir.–) veya tiyosülfatlar (S2Ö32–). Aksine, pasif filmin çok koruyucu olmadığı alaşım / ortam kombinasyonları genellikle çukur korozyon oluşturmayacaktır. Alaşım / ortam kombinasyonlarının önemine güzel bir örnek: karbon çelik. Ortamlarda pH değer 10'dan düşük, karbon çeliği bir oluşturmuyor pasifleştiren oksit film ve klorür ilavesi, tüm yüzey üzerinde tek tip saldırıya neden olur. Bununla birlikte, 10'dan (alkali) yüksek pH'ta oksit koruyucudur ve klorür ilavesi çukurlaşmaya neden olur.[kaynak belirtilmeli ]

Klorürlerin yanı sıra, çukurlaşmaya karışan diğer anyonlar şunları içerir: tiyosülfatlar (S2Ö32−), florürler ve iyodürler. Durgun su koşulları çukurlaşmaya elverişlidir. Tiyosülfatlar özellikle agresif türlerdir ve kısmi piritin oksidasyonu veya kısmi sülfatın indirgenmesi. Tiyosülfatlar, kükürtten türetilmiş bileşikleri kullanan birçok endüstride korozyon için bir endişe kaynağıdır: sülfit cevher işleme, petrol kuyuları ve ekşi yağları taşıyan boru hatları, ambalaj kağıdı üretim tesisleri, fotoğraf endüstrisi, metiyonin ve lizin fabrikalar.

Korozyon önleyicileri yeterli miktarda bulunduğunda çukurlaşmaya karşı koruma sağlayacaktır. Bununla birlikte, çok düşük seviyeleri yerel anotlar oluşturarak çukurlaşmayı kötüleştirebilir.

Çukur korozyonu nedeniyle mühendislik hataları

Dış duvarında bir korozyon çukuru boru hattı bir kaplama öncesi ve sonrası kusur aşındırıcı püskürtme.
Gümüş Köprü içine çöktü Ohio Nehri Sonucunda gerilme korozyonu çatlaması.

Kritik bir noktada tek bir çukur büyük miktarda hasara neden olabilir. Bir örnek Guadalajara'daki patlama Meksika, 22 Nisan 1992 tarihinde benzin biriken dumanlar kanalizasyon kilometrelerce cadde yıkıldı. Buharlar, gazlar arasında korozyonla oluşan tek bir delikten bir benzin sızıntısından kaynaklandı. çelik benzin borusu ve bir çinko kaplamalı su borusu.[4]

Ateşli silahlarda, özellikle aşındırıcı mühimmat kullanıldığında ve namlu kısa süre sonra temizlenmediğinde, özellikle namlu deliğinde çukurlaşma sorunu olabilir. Deformiteler delik Çukurlaşmanın neden olduğu ateşli silahın doğruluğunu büyük ölçüde azaltabilir. Ateşli silah deliklerinde oyulmayı önlemek için, modern ateşli silahların çoğunda, krom.[kaynak belirtilmeli ]

Oyuklanma korozyonu da başlamaya yardımcı olabilir gerilme korozyonu çatlaması, olduğu gibi tek göz çubuğu üzerinde Gümüş Köprü içinde Batı Virginia Amerika Birleşik Devletleri başarısız oldu ve Aralık 1967'de köprüde 46 kişiyi öldürdü.[5]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ ASM El Kitabı, Cilt 13, "Korozyon", ISBN  0-87170-007-7, ASM International, 1987
  2. ^ "Çukur korozyonu". substech.com. 21 Temmuz 2015. Alındı 4 Aralık 2020.
  3. ^ Princeton.edu, pitcorrosion.
  4. ^ "Korozyon Nedeniyle Kanalizasyon Patlaması". Korozyon Doktorları.
  5. ^ Silver Bridge Çöküşü, Korozyon Doktorları, 13 Mayıs 2016'da okuyun

Dış bağlantılar