Sirtlarning abrazivdan vevilishi.
Sirtlarning abraziv muhitda ishqalanishi masalasi eng dolzarb, ammo kam o‘rganilgan masalalar jumlasiga kiradi. Ishqalanuvchi sirtlar o‘zaro ta’sirlashganda ularda qattiq zarralar sirpanib va botib kirib, sirtlardan metallar mirkrohajmini qirqib olishi abrazivdan yeyilishga sabab bo‘ladi. Sirtlar o‘zaro ta’sirlashuvining bu turidagi ishqalanish kuchlari botib kirgan zarralar sirpanishiga, ezilishiga va mikroqirindilarni qirqib tushirishiga bo‘ladigan qarshilik bilan aniqlanadi. 9-rasmda detallarning zarracha (abraziv) ta’sirida yeyilish sxemasi ko‘rsatilgan.
9-rasm. Detallarning zarracha (abraziv) ta’sirida yeyilish sxemasi.
Abrazivdan yeyilishda ishqalanish koeffitsiyenti abraziv zarralarning o‘lchamlari va shakliga hamda abrazivlar va ishqalanuvchi sirtlar metali mexanik xossalarining nisbatiga bog‘liq bo‘lib, juda keng doiralarda o‘zgarishi mumkin. Yeyilish jadalligi abrazivlar hamda metall sirtlarning o‘lchamlari, shakli va xossalariga bog‘liq. Agar bunda abraziv zarralarning sirpanish va tutash sirtlarni deformatsiyalash jarayoni ustun bo‘lsa, u holda metallning havo kislorodi bilan o‘zaro ta’sirlashuvidan kelib chiqadigan hodisa (oksidlanish) hamda muhitning namligi va kimyoviy tarkibi katta ahamiyat kasb etadi. Mashina detallarining abrazivdan yeyilish jadalligi 0,5:5 mk/soat doirasidagi kattaliklar bilan ifodalanadi.
Abrazivdan yeyilishda sirtqi qatlamlarning qayishqoq deformatsiyalanish chuqurligi va qirqilib chiqadigan zarralar o‘lchamlari abraziv ashyoning turiga, qattiq zarralarning o‘lchamlariga, ishqalanish tartibotiga (tezlik, me’yoridagi bosimga) hamda ishqalanuvchi sirtlar metallining mexanik xossalariga bog‘liq.
Olimlarning o‘tkazgan tadqiqotlari natijalari abrazivdan yeyilishning mohiyatini o‘rganish nuqtai nazaridan katta ahamiyat kasb etib, yeyilishning ana shu turi metallarni qirqish jarayoni bilan to‘g‘ridan-to‘g‘ri bog‘liqligini ko‘rsatadi.
Abrazivdan yeyilish ishqalanuvchi sirtlariga abraziv zarralar tashqaridan tushadigan yoki ishqalanuvchi materiallardan birida (cho‘yanda) ishqalanish natijasida abraziv zarralar ajralishi natijasida ham yuz beradi.
Ishqalanishdagi abraziv zarralarni faqat shartli ravishda erkin deb hisoblash mumkin, chunki ishqalanuvchi tutashma ishlayotganida erkin abraziv zarralar ishqalanuvchi sirtlardan birining metallida qadalib qoladi va ana shunday sharoitdagina yeyiltirishda faol qatnashadi.
Abrazivdan yeyilishda qayishqoq deformatsiya katta bo‘lishining sababi turtib chiqqan qismlari uncha baland bo‘lmagan va to‘mtoq uchli abraziv zarralar ishqalanuvchi sirtlarni qirqmaydi, balki ular bo‘ylab katta kuch bilan sirpanib metallning sirtqi qatlamlarini qayishqoq deformatsiyalaydi. Sirtdan ko‘proq chiqib turgan o‘tkirroq abraziv zarralar ham har bir qirindi yo‘nish davri oldidan ishqalanuvchi sirt bo‘ylab sirpanib o‘tadi. Ishqalanishda tangensial va me’yoridagi kuchlar birgalikda ta’sir qilishi natijasida yuzaga kelgan zo‘riqish yeyilayotgan metallning mustahkamligidan ortib ketgan paytda abraziv zarra qadaladi va qirindi yo‘nadi. Qadalish oqibatida ishqalanuvchi sirtlarning mikrorelefi o‘zgaradi. Abrazivdan yeyilishda abraziv erkin zarralarining hamma yoqlari detallarga tegadi. Bundan tashqari, ular sirpanganda ham detallar sirtini deformatsiyalashi va yemirishi mumkin.
Ravshanki, abraziv zarralar soni ko‘p bo‘lganda ularning yiriklarigina yeyilayotgan sirtlar bilan o‘zaro ta’sirlashadi. Yeyilish jadalligi abraziv zarraning sirt bo‘ylab dumalashi yoki sirpanishiga bog‘liq bo‘ladi.
Manbalardan ma’lumki, abrazivning anchagina qismi harakatning boshlang‘ich paytida sirt bilan o‘zaro ta’sirlashuvdan chiqadi va harakat jarayonida metallni kalta masofada tirnaydi. Tirnalishlarning ko‘rinishi zarralar sirpanishidan tashqari, burilishi va dumalashini ham ko‘rsatadi.
Metallning abraziv zarralar ta’sirida sayqallanishi sodir bo‘ladigan sharoit qadalgan zarra sirpanganida unga ta’sir qiluvchi kuchlar momentlarining teng emasligi bilan ifodalanadi.
Abrazivdan yeyilgan metall namunalari sirtini sinchiklab o‘rganish ayrim tirnalishlarning chuqurligi har xil ekanligini ko‘rsatadi, chunki harakat jarayonida yo‘nilib chiqayotgan metall zarralari abraziv zarra sirtidagi mikroo‘yiqlarni to‘ldiradi. Shuningdek, abraziv zarralar sirtidagi o‘tkir qirralari sinadi, uvalanadi, natijada ular silliqroq bo‘lib qoladi, qadalgan zarraning harakatlanishiga qarshilik ortadi, oqibatda zarracha yuzaga chiqadi yoki buriladi.
Korroziya jarayonining tezligiga ko‘pgina omillar ta’sir ko‘rsatadi. Bular metall va qotishmalarning tabiati, metall sathiga ishlov berish holati va sifati, agressiv muhitning xususiyati, harorat, bosim va boshqalardir.
Odatda, metallning suyuqlanish tezligi korroziya bir tekis kechganda vaqt birligida yuzadan yo‘qotilgan massa bilan ifodalanadi: (-K, g/m2 soat).
Qurilmalarni konstruksiyalashda sodir bo‘lish ehtimoli bo‘lgan korroziyani chuqurlik ko‘rsatkichi (o‘tkazuvchanlik TI, mm/yil) bilan ifodalash qulayroq. O‘tkazuvchanlik massa ko‘rsatkichlari bilan quyidagi nisbat orqali bog‘langan:
/7=8,76 K/p,
bu yerda -metallning zichligi, g/sm3.
Kimyoviy qurilmalar tayyorlashda ishlatiladigan metall faqat uning uzoq muddat xizmat qilishini ta’minlash uchungina emas, balki ish sharoitining xavfsizligini va olinadigan mahsulotning sofligini ta’minlash uchun ham yuqori kimyoviy chidamlilikka ega bo‘lishi kerak. Yemirilgan metall mahsulotni ifloslaydi, uning sifatini pasaytiradi va qo‘shimcha jarayonlarda katalitik xususiyatlarni namoyon etishi mumkin yoki aksincha, katalitik zahar bo‘lishi ham mumkin (misol uchun, ammiakning oksidlanishi jarayonida).
Nometall materiallarming yemirilishi ularning kimyoviy yemirilishi bo‘lib, bu tashqi muhim meteorologik sharoitlar (suyuq va gazsifat reagentlar, qizish va sovish) va mikrobiologik jarayonlar ta’sirida yuz beradi.
Noorganik turdagi nometall materiallarga moddalarning suvli eritmasi ta’sirini ikki xil jarayonga bog‘lash mumkin: Erib ketish va ishqorlarning erib yuvilib chiqishi. Erib ketish deganda, material tarkibidagi barcha komponentlaming suyuq fazaga to‘la o‘tib ketishi tushuniladi. Ishqorlarning erib yuvilib chiqishi tanlama jarayon bo‘lib, bunda ayrim komponentlargina tanlanib eriydi. Noorganik nometall konstruksiyalarning ko‘pchiligi (noorganik polimerlar), asosan, ishqoriy va ishqoriy-yer metallar silikatlaridan tashkil topgan bo‘lib, ishqoriy eritmalar, vodorod ftorid kislotasi ularga erituvchi sifatida ta’sir ko‘rsatadi. Suv, tuzlar eritmasi, kislotalar (vodorod ftorid kislotasidan tashqari) silikatlardan ishqoriy va ishqoriy-yer metallari oksidlarini eritib yuvib chiqarishi mumkin.
Noorganik nometall materiallarni qizdirish ham ularda termik strukturasining buzilishiga olib kelishi mumkin, natijada ularning mexanik va kimyoviy barqarorligi kamayadi.
Organik konstruksion materiallar ––organik polimerlar ko‘pgina agressiv muhitlar ta’siriga yuqori kimyoviybardosh, lekin termik va fotokimyoviy struktura buzilishga, suyuq va gaz holatidagi agressiv muhit ta’sirida, biologik korroziya ta’siriga moyil bo‘ladi.
Barcha konstruksion materiallarda ish muhiti va atrof-muhit ta’sirida doimiy ravishda turli kimyoviy o‘zgarishlar namoyon bo‘lib turadi, lekin u yoki bu muhitning korroziyaga chidamlilikka qo‘yilgan talabiga mos keluvchi va ushbu sharoitlarda ishlashga yaroqli materiallar har doim ham topiladi. Konstruksion materiallar tanlashda yuqorida qayd etilgan sharoitlarni, birinchi navbatda, iqtisodiy omillarni hisobga olgan holda ish yuritiladi.
Kimyoviy qurilmalar va asbob-uskunalarning korroziyasiga qarshi kurashning samarali usullaridan biri ––ularning sathini ushbu muhitga kimyoviy chidamli bo‘lgan material bilan qoplashdir. Bunda metall korpus qurilmaning mustahkamligi ta’minlanadi, izolatsiya qobig‘i esa uni muhit ta’siridan himoya qiladi. Qoplama turlari ko‘p bo‘lib, asosiylari uchta: yupqa parda; yupqa list ko‘rinishidagi; futerovkali.
Yupqa parda qatlami quyidagi usullardan birini qo‘llab yotqiziladi:
––korroziyaga chidamli metall qatlamini elektr kimyoviy usul bilan cho‘ktirish;
––yuzani lok, bo‘yoq va bitum bilan ko‘p qatlam qilib bo‘yash;
––kukunsimon polimer materiallami purkash, so‘ngra ularni pishirish;
––polimer materiallar asosidagi emulsiyani (suspenziyani) ko‘p qatlam qilib surkash, quritish va pishirish;
––kukunlangan materiallar aralashmasini mexanik yoki elektroforetik usul bilan surkash va uni shishasimon holga kelguncha pishirish (kislotaga chidamli emal).
––Yupqa parda qoplamaning qalinligi, odatda, 01-0,5 mm ni tashkil etadi.
––Elektr kimyoviy usul bilan hosil qilingan izolatsiyalovchi qoplamalarning afzalligi shundaki, ular oson hosil qilinadi, har qanday murakkab shakldagi yuzani qoplaydi, qurilmaning foydali hajmi va og‘irligi saqlab qolinadi. Lekin bu usul kimyo sanoatida kam qo‘llaniladi.
Qurilmalarni bo‘yaganda ularning tashqi yuzasi atmosfera korroziyasidan himoyalanadi. Lokli bo‘yoq materiallar ko‘p komponentli bo‘lib, yupqa parda hosil qiluvchi moddaning erituvchi, yumshatuvchi (plastifikator) va rang beruvchi moddalar bilan aralashmasidan iborat. Yupqa parda hosil qiluvchi modda suvda erishi ham (suvda eriydigan polimerlar), erimasligi ham (o‘simlik yog‘lari, polimerlar, oligomerlar, bitum va h.k.) mumkin. Erituvchi sifatida skipidar, toluol, atseton, spirt va boshqalar ishlatiladi.
Qoplamaga kerakli egiluvchanlik baxsh etish uchun yumshatuvchi sifatida xlorlangan naftalin va dibutilftalatdan foydalaniladi.
Rang beruvchi moddalar (pigmentlar) lok-bo‘yoq materialga kerakli rangni beribgina qolmay, ba’zan uning mexanik mustahkamligini ham oshiradi. Bo‘yoqlar sifatida, odatda, o‘ta mayda kukunlangan metall oksidlari ishlatiladi.
Yupqa parda hosil qiluvchi moddalarning organik erituvchilardagi eritmalari lok deyiladi, unga rang beruvchi bo‘yoq qo‘shib olingan aralashma emal deyiladi. Suvda eruvchan yupqa parda hosil qiluvchi moddaga rang beruvchi bo‘yoq qo‘shib tayyorlangan lok-bo‘yoq material sir deyiladi. Moyli sirlarning asosini oliflar tashkil qiladi.
Turli lok-bo‘yoq materiallarni yuzaga surkash texnologik tartibi turlicha, lekin, umuman olganda, qoplamaning izolyatsiyalovchi qatlamini hosil qilish jarayoni quyidagicha olib boriladi:
–yuzani tayyorlash iflosliklar (zang, eski bo‘yoqlar) va moy qoldiqlaridan tozalash;
–lok-bo‘yoq materialning yuzaga yaxshi ilashishini ta’minlash uchun yuzani gruntovka (bir qatlam bo‘yoq berish), qurigan grunt qatlamini jilvir qog‘oz bilan tozalash;
–yuzani shpaklovka qilish bir tekis yupqa rangli qatlam olish uchun qurigan shpaklovka yuzasini jilvir qog‘oz bilan ishqalash;
–yuzani bo‘yash (ko‘p qatlamli bo‘yoq berilganda bir qavat bo‘yoq qurigandan so‘ng keyingi qavat beriladi).
Kimyo sanoatida perxlorvinil smolasi asosida olingan lok va emallar ko‘p ishlatiladi. Perxlorvinilli emallar pervinilxlor smolasining uchuvchan eritmalardagi yumshatgichlar va tegishli rang beruvchi bo‘yoqlar qo‘shib tayyorlangan eritmasi bo‘lib, ulardan sexlar atmosfera muhitida mineral kislotalar va xlor bug‘lari bo‘lgan qurilmalarni bo‘yash uchun foydalaniladi. Epoksid smolasi asosidagi lok-bo‘yoq materiallar kislota, ishqor va atmosfera ta’siriga chidamli bo‘lib, ularni qo‘llashdan avval tarkibiga qotiruvchi (4-5%) sifatida polietilen-poliamin yoki geksametilendiamin qo‘shiladi. Bu materiallaming asosini tashkil etuvchi epoksid smolasi qotiruvchi bilan aralashtirgandan so‘ng aralashma 2-3 soat o‘tib qota boshlaydi.
Metallar yuzasida yupqa polimer parda purkash usuli bilan hosil qilinadi. Purkashning gaz alangali, tebranma-uyurmali, oqimli, oqim-elektroforetikli, issiqlik nurlanishli va boshqa turlari ma’lum. Ushbu usullarning mohiyati shundan iboratki, bunda kukun holidagi polimerning qoplama xossasini yaxshilovchi stabilizator va to‘ldirgichlar bilan aralashmasi metall yuzasiga surtiladi, so‘ngra suyuqlantirib sovitiladi.
Suspenziyani ko‘p qatlamli qilib surkash usuli, masalan, ftorplast-3M dan qoplama olishda ishlatiladi. 30 % li spirtli, sirtfaol moddaga yumshatgich qo‘shib barqarorlashtirilgan suspenziyani izolyatsiyalanayotgan yuzaga 10-15 qatlam qilib pulverizator yordamida eni va bo‘yi bo‘ylab yuza to‘la qoplanguncha purkaladi. Har bir qatlam 120°C haroratda 20 minut davomida quritiladi, qoplamani eritib pishirish 260 °C haroratda 25-40 minut davomida olib boriladi.
Metallarni korroziyadan himoyalashning samarali usullaridan biri emallashdir. Jarayon po‘lat va cho‘yandan yasalgan qurilmalarning ichki yuzasiga shishasimon massani yupqa qatlam qilib surib, so‘ngra 800-900 °C haroratda pishirishdan iborat. Shishasimon qatlam (emal) hosil qilish uchun qumtuproq, dala shpati va turli xil loytuproq aralashmasiga pishishni tezlatuvchi qo‘shimchalar (karbonatlar, boratlar va boshqalar) qo‘shib kuydiriladi.
Emalli qoplamalar 5 MPa gacha bosimda va -30 dan 300 °C gacha haroratda ishlaydigan qurilmalarda ishlatiladi. Ular barcha kislotalar (vodorod ftorid kislotasidan tashqari) ta’sirga chidamli. Emallangan qurilmalardan (kolonnalar, sovitgichlar, kristallizatorlar, bekitgich armaturalar va h.k.) reaktiv kislotalar va ayrim tuzlar ishlab chiqarishda foydalaniladi. Harorat keskin o‘zgarganda emal qatlamida mikroyoriqlar paydo bo‘lib, vaqt o‘tishi bilan ulardan siniqlar hosil bo‘ladi va ular mahalliy korroziya o‘chog‘i bo‘lib xizmat qiladi. Shuning uchun qurilmani qizdirish va sovitish minutiga ko‘pi bilan 1-3 °C tezlikda olib borilishi tavsiya etiladi. Qizdirishning ruxsat etilgan tezligi qurilmaning tuzilishi va uning o‘lchamlariga bog‘liq.
|
