კოროზია

კოროზია — მეტალების თვითნებური განადგურება გარემოსთან ქიმიური ან ფიზიკურ–ქიმიური ურთიერთქმედების შედეგად. კოროზია ნებისმიერი მატერიალის განადგურებაა, იქნება ეს მეტალი თუ კერამიკა, ხე თუ პოლიმერი (მაღალმოლეკულური ნაერთი). კოროზიის მიზეზია კონსტრუქციული მატერიალების თერმოდინამიკური არასტაბილურობა მათთან კონტაქტირებად გარემოში მდებარე ნივთიერებებთან. მაგალითდ წყალში რკინის ჟანგბადოვანი კოროზია:
სწორედ რკინის ჰიდროქსიდია (Fe(OН)3) ის რასაც ჟანგი ეწოდება. ყოველდღიურ ცხოვრებაში, რკინის შენადნობებისთვის უფრო ხშირად იყენებენ ტერმინს "ჟანგვა". ნაკლებად ცნობილია პოლიმერეების კოროზიის შემთხვევები. მათ მიმართა არსებობს ცნება "დაძველება ", რომელიც მეტალებისთვის ტერმინ კოროზიის ანალოგიურია. მაგალითად, რეზინის დაძველება ჰაერში ჟანგბადთან ურთიერთქმედების გამო, ან ატმოსფერული ნალექების ზემოქმედების გამო ზოგიერთი პლასტმასის განადგურება და ბიოლოგიური კოროზია. კოროზიის, ისევე როგორც ნებისმიერი ქიმიური რეაქციის სიჩქარე დიდად არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე. 100 გრადუსით ტემპერატურის გაზრდამ შეიძლება რამდენიმეჯერ გაზარდოს კოროზიის სიჩქარე.
კოროზიული პროცესები განსხვავდებიან იმ გარემოთა ფართო გავრცელებით და სხვადასხვაგვარობით, რომლებშიც ისინი მიმდინარეობენ. მაგალითდ იმ აგრესიულ გარემოთა ტიპების მიხედვით, რომლებბშიც კოროზია მიმდინარეობს, კოროზია შესაძლო შემდეგნაირი ტიპების იყოს:
•გაზობრივი კოროზია.
•ატმოსფერული კოროზია.
•კოროზია არაელექტროლიტებში.
•კოროზია ელექტროლიტებში.
•მიწისქვეშა კოროზია.
•ბიოკოროზია.
•კოროზია მოხეტიალე ძაბვათა ზემოქმედების გამო.
ექსპლუატაციის პირობათა გამკაცრებასთან ერთად (ტემპერატურის მომატება, მექანიკური წნევები, გარემოს აგრესიულობა და სხვა) არამეტალურ მატერიალებზეც მოქმედებს გარემო, რის გამოც დაიწყო ტერმინ „კოროზიის“ ამ მატერიალებთან მიმართებაში გამოყენება, მაგალითად „ბეტონების და რკინაბეტონების კოროზია“, „პლასტმასებისა და რეზინის კოროზია“. ამ დროს იგულისხმება გარემოსთნ ქიმიური ან ფიზიკურ–ქიმიური ზემოქმედების შედეგად მათი განადგურება და ექსპლუატაციური თვისებების დაკარგვა. მაგრამ უნდა დავძინოთ რომ მეტალებისა და არამეტალებისთვის მექანიზმები და პროცესთა კინეტიკა სხვადასხვანი იქნებიან.
მეტალთა კოროზია არის მეტალთა განადგურება კოროზიულ გარემოსთან ქიმიური ან ელექტროქიმიური ზემოქმედების გამო. კოროზიის პროცესისთვის უნდა გამოვიყენოთ ტერმინი „კოროზიული პროცესი“, ხოლო პროცესის რეზულტატისთვის – „კოროზიული განადგურება“. გალვანური აირების წარმოქმნა სარგებლით გამოიყენება ბატარეებისა და აკუმულატორების შესაქმნელად. მეორე მხრივ, ასეთი აირის წარმოქმნა იწვევს არასახეირო პროცესს, რომლის მსხვერპლიც ხდება მეტალთა მთელი რიგი, – კოროზიას. კოროზიასთან გულისხმობენ ზედაპირზე , მეტალური მატერიალის ელექტროქიმიურ ან ქიმიურ განადგურებას. ყველაზე ხშირად კოროზიის დროს მეტალის იონების წარმოქმნასთან ერთად მეტალი მჟავდება, იონები კი მომდევნო გარდაქმნების შედეგად იძლევიან კოროზიის სხვადასხვა პროდუქტს. კოროზია შესაძლოა გამოწვეული იყოს როგორც ქიმიური ისე ელექტროქიმიური პროცესით. შესაბამისად განასხვავებენ მეტალთა ქიმიურ და ელექტროქიმიურ კოროზიას.
კოროზიის ტიპები
ელექტროქიმიური კოროზია
კოროზიულ გარემოში შექმნილი გალვანური ელემენტების ზემოქმედების ქვეშ მეტალის განადგურებას ელექტროქიმიური კოროზია ეწოდება. იგი არ უნდა აგვერიოს ერთგვარი მეტალის კოროზიასთან, მაგალითად რკინის ჟანგვასთან, რადგან ელექტროქიმიური კოროზიის დროს ყოველთვის საჭიროა ელექტროლიტის არსებობა(კონდენსანტი, წვიმის წყალი და სხვა.), რომელსაც ეხებიან ელექტროდები ან მატერიალის სტრუქტურის სხვადასხვა ელემენტები, ან ორი სხვადასხვა შემხები ნივთიერება სხვადასხვა დამამჟავებელ–აღმდგენი პოტენციალებით. თუკი წყალში მარილის, მჟავათა ან მათ მსგავსთა იონებია გახსნილი, მისი ელექტროგამტარობა იზრდება და პროცესის სიჩქარე იზრდება..
წყალბადოვანი და ჟანგბადოვანი კოროზია
თუკი ხდება H3O+ ის ან წყლის მოლეკულათა იონების აღდგენა, საუბრობან წყალბადოვან კოროზიაზე. იონთა აღდგენა ხდება შემდეგი სქემით:
2H3O+ + 2e− → 2H2O + H2
ან
2H2O + 2e− → 2OH− + H2
თუკი წყალბადი არ გამოიყოფა, რაც ხშირად ხდება ნეიტრალურ ან ძლიერ ტუტე გარემოში, ხდება ჟანგბადის აღდგენა და ამ შემთხვევაში საუბრობენ ჟანგბადოვან კოროზიაზე. O2 + 2H2O + 4e− → 4OH− კოროზიული ელემენტი შეიძლება წარმოიქმნას არა მხოლოდ ორი სხვადასხვა მეტალების შეხებისას. კოროზიული ელემენტი წარმოიქმნება ერთი მეტალის შემთხვევაშიც თუკი მაგალითად ზედაპირის სტრუქტურა არაერთგვაროვანია.
ქიმიური კოროზია
ქიმიური კოროზია არის მეტალის ზედაპირის ურთიერთქმედება კოროზიულად აქტიურ გარემოსთან, რასაც არ მოსდევს ფაზათა საზღვარზე ელექტროქიმიური პროცესების წარმოქმნა. ამ შემთხვევაში დამჟავებული მეტალის ურთიერთქმედება და კოროზიული გარემოს დამამჟავებელი კომპონენტის აღდგენა ერთ აქტში მიედინებიან.
ელექტროქიმიური კოროზიისას მეტალის ატომების იონიზაცია და კოროზიული გარემოს დამამჟავებელი კომპონენტის აღდგენა ერთ აქტში არ მიედინებიან და მათი სიჩქარეები დამოკიდებულია მეტალის ელექტროდულ პოტენციალზე (მაგალითად, რკინის ჟანგვა ზღვის წყალში).
კოროზიასთან ბრძოლა
ყოველწლიურად კოროზია მილიარდობით ზარალს იწვევს, და ამ პრობლემის გადაწყვეტა მნიშვნელოვანი დავალებაა. კოროზიის მიერ მიყენებული მთავარი ზარალი არის არა მეტალის დაკარგვა, არამედ კოროზიის მიერ ნადგურებადი პროდუქციის ფასეულობა. სწორედ ამიტომ მისგან გამოწვეული ყოველწლიური დანაკარგები მწარმოებლივად განვითარებულ ქვეყნებში ასე დიდია. ჭეშმარიტი ზარალის განსაზღვრა არ შეიძლება მხოლოდ პირდაპირი დანაკარგების შეფასებით, რომლებსაც მიეკუთვნება განადგურებული კონსტრუქციისღირებულება, ტექნიკის შეცვლის ღირებულება, კოროზიისგან დაცვაზე მიმართული ღონისძიებების ხარჯები. უფრო მეტ ზიანს შეადგენენ ირიბი დანაკარგები. ესაა უბრალო ხელსაწყოები რომლებიც გამოიყენება კოროზირებულ მეტალთა და კვანძთა დეტალების შეცვლისას, პროდუქტთა გაჟონვა, ტექნოლოგიურ პროცესთა დარღვევა.
კოროზიისგან იდეალური დაცვა 80% ით უზრუნველყოფილია ზედაპირის სწორი მომზადებით, და მხოლოდ 20% ით გამოყენებული საღებავი მასალების ხარისხით და მათი დატანის ხერხით. სუბსრატის შემდგომი დაცვის წინ ზედაპირის მომზადების ყველაზე მწარმოებლური და ეფექტური მეთოდია აბრაზიულ–ნაკადოვანი წმენდა.(მატერიალის ზედაპირის დამუშავება მისი ზედაპირის ქვიშით ან სხვა აბრაზიული ელემენტით დაზიანების გზით).
კოროზიისგან მიყენებული ეკონომიკური ზარალი
მეტალთა კოროზიისგან მიყენებული ეკონომკური დანაკარგები უზარმაზარია. NACE-ს უკანასკნელი ინფორმაციით აშშ–ში კოროზიისგან მიყენებულმა ზარალმა და მასთან საბრძოლველად მიმართულმა დანახარჯებმა მთლიანი შიდა პროდუქტის 3,1% ანუ 276 მილიარდი დოლარი შეადგინეს. გერმანიაში ამ დანაკარგმა მშპ–ს 2,8% შეადგინა. სხვადასხვა ქვეყნების ექსპერტთა შეფასებებით მრეწველურად განვითარებულ ქვეყნებში ეს დანაკარგები შეადგენენ მშპ–ს 2–4 პროცენტს. ამასთან მეტალის დანაკარგები, რომლებიც მოიცავენ მმწყობრიდან გამოსული მეტალის პროდუქციებს, ნაწარმებს, ხელსაწყოებს, შეადგენენ ქვეყნის წლიური წარმოების 10–20 პროცენტს.
ნაჟანგი არის ხიდთა ავარიის ერთ–ერთი ყველაზე გავრცელებული მიზეზი. რადგან ნაჟანგს უფრო მეტი მოცულობა აქვს ვიდრე რკინის თვდაპირველ მასას, მისმა გაზრდამ შსაძლოა გამოიწვიოს კონსტრუქციული დეტალების ერთმანეთთნ არათანაბრად მიჯნა. ეს გახდა 1983 წელს მდინარე მიანუსზე გამავალი ხიდის განადგურების მიზეზი, როდესაც ამწევი მექანიზმის ჭანჭიკები დაიჟანგნენ. მდინარეში ვარდნისას დაიღუპა 3 მძღოლი. კვლევებმა აჩვენა, რომ კანალიზაციის წყლებმა ხიდის საყრდებ ბოძებში შეაღწიეს. 1967 წლის 15 დეკემბერს პოინტ პლეზანტის (დასავლეთ ვირჯინია) და კანუგის (ოჰაიოს შტატი) შემაერთბელი ხიდი მოულოდნელად მდინარე ოჰაიოში ჩავარდა. ვარდნის მომენტში ხიდზე 37 ავტომობილი მოძრაობდა, რომელთაგან 31მა ხიდის ბედი იწია. 46 ადამიანი დაიღუპა, 9 კი სერიოზულად დაშავდა. ადამიანურ მსხვერპლსა და ტრამვებთან ერთად განადგურდა მთავარი სატრანსპორტო გზა დასავლეთ ვირჯინიასა და ოჰაიოს შორის. ინცინდენტის მიზეზი გახდა კოროზია.
კენზუს ხიდი პენსილვანიაში 2003 წელს ტორნადომ გაანადგურა, რაც გამოიწვია იმან რომ მთავარი ბოლტები დაიჟანგნენ რამაც შეამცირა ხიდის სტაბილურობა.
რესურსები ინტერნეტში
კოროზია „სამთო ენციკლოპედიის“ საიტზე
კოროზია
ქიმიური პროცესები