Introduction
Суюктук энергетикасынын талап кылынган чөйрөсүндө компоненттер ички жана тышкы күчтөрдүн ырайымсыз айкалышына дуушар болушат. Инженерлер максималдуу жумушчу басымды, суюктуктун ылдамдыгын жана агымдын ылдамдыгын эсептөөгө көп убакыт коротушса да, микроскопиялык масштабда иштеген, ошондой эле кыйратуучу, көрүнбөгөн коркунуч бар: коррозия. Текшерилбесе, металл бөлүктөрүнүн химиялык деградациясы жогорку деңгээлдеги гидротехникалык системаны агып чыгуучу, коркунучтуу жана натыйжасыз жоопкерчиликке айландырышы мүмкүн.
Стандарттык көмүртек болоттун компоненттери айлана-чөйрөнүн бузулушунан сактануу үчүн цинк менен капталган үстүртөн, курмандыкка арналган жабууга таянат. Бирок, механикалык титирөөнүн, термикалык кеңейүүнүн жана абразивдик бөлүкчөлөрдүн агымынын тынымсыз стресси астында бул жабуулар акыры жука, жарака же кабыкча эскирип кетет. Астындагы темирге ным жана кычкылтек тийгенден кийин, дат коркунучтуу ылдамдыкта кармап, мөөр беттерине жайылып, жип профилдерин чайнайт.
Бул кемчиликти жоюу үчүн заманбап өнөр жай металлургияга кайрылат. Дат баспас болоттон жасалган премиум гидравликалык продуктуну тандоо-жогорку-басымдагы арматура, прибордук клапан, адаптер же цилиндр корпусу-деградацияга каршы тубаса, элементардык коргонууну камсыз кылат. Бирок бул укмуштуудай металл кычкылдануу, кислота чабуулу жана туздуу суунун таасирине кандайча туруштук бере алат? Жооп материал таануунун, химиялык инженериянын жана структуралык туруктуулуктун кызыктуу өз ара аракетинде. Бул макалада дат баспас болоттон жасалган гидравликалык тетиктерге дүйнөнүн эң кечиримсиз чөйрөлөрүндө толугу менен дат басылбай- жана структуралык жактан бекем бойдон калууга мүмкүндүк берген атайын илимий механизмдер кеңири каралат.
Пассивдүү катмар илими: Дат баспас болоттун жашыруун куралы
Дат баспас болоттун өзүн дат басып калуудан кантип коргой турганын түшүнүү үчүн, адегенде жалпы туура эмес түшүнүктү жок кылуу керек: дат баспас болоттон жасалган алтын же платина сыяктуу реактивдүү эмес, жалгыз металл эмес. Бул темирден, көмүртектен жана кошумча элементтердин критикалык массивинен турган өтө активдүү эритме. Анын коррозияга туруштук берүү жөндөмү, чынында, анын эң сырткы бетинде болуп жаткан үзгүлтүксүз, катуу көзөмөлгө алынган химиялык реакциянын натыйжасы.
Бул коргоочу химиянын негизги компоненти хром болуп саналат. Чыныгы дат баспас болоттон жасалган деп классификациялоо үчүн эритмеде салмагы боюнча эң аз 10,5 пайыз хром болушу керек. Чийки темирге ным жана аба тийгенде, ал темир кычкылын пайда кылат, адатта кызыл дат деп аталат. Кызыл дат тынымсыз кеңейип, металлдан алыстап кетүүчү бош, көзөнөктүү кристаллдык түзүлүшкө ээ. Бул кабыкча астындагы чийки темирдин жаңы катмарын ачып, кыйратуучу, ылдый карай спиралды түзүп, акыры компонентти толугу менен эритет.
Chromium бул химиялык сценарийди толугу менен кайра жазат. Дат баспас болоттон жасалган гидравликалык буюмдун ичине камтылган хром атомдору айланадагы кычкылтек менен байланышта болгондо, хром оксиди деп аталган көзгө көрүнбөгөн жука беттик пленканы пайда кылуу үчүн реакцияга киришет. Бул пленканын калыңдыгы бир нече атомдор- ушунчалык ичке болгондуктан, ал аркылуу жарык түздөн-түз өтүп, болоттун металлдык жалтыратуусунун эң сонун көрүнүп калышына шарт түзөт.
Бул хром оксиди пленкасы пассивдүү катмар деп аталат. Кызыл даттан айырмаланып, пассивдүү катмар укмуштуудай тыгыз, структуралык жактан туруктуу жана толугу менен-тешиктүү эмес. Ал кычкылтек жана суу молекулаларынын астындагы темир атомдоруна эч качан жетүүсүн алдын алган, өтпөс, микроскопиялык курал-жарак катары кызмат кылат.
Эң таасирдүүсү, бул пассивдүү катмар толугу менен динамикалуу жана өзүн-өзү айыктырат. Оор жүктүү гидравликалык шарттарда арматуралар жана клапандар адаттагыдай-жарыктар кулап, чийилип, талааны оңдоодо ачкычтар менен кырылып же жогорку ылдамдыктагы мунай агымынын-интенсивдүү ички эрозиясына дуушар болушат. Стандарттык капталган компонентте терең сызык броньдун туруктуу бузулушун көрсөтүп, даттын дароо башталышын билдирет. Дат баспас болоттон жасалганда, эгерде пассивдүү катмар механикалык түрдө чийилип же сыйрылса, жаңы ачылган хром атомдору дароо курчап турган кычкылтек менен реакцияга кирип, миллисекунд ичинде хром оксиди тосмосун калыбына келтирет. Бул үзгүлтүксүз регенерация суюктуктун жолунун бүткүл иштөө мөөнөтү бою экологиялык чабуулга каршы мөөр басылышын камсыздайт.
Эритүүчү агенттер жана алардын максаттуу коргонуулары
Хром пассивдүү катмардын негизин түзсө да, өнөр жайлык гидротехникалык системалар көп учурда кошумча күчөтүүнү талап кылган татаал химиялык чөйрөгө туш болушат. Бул кыйынчылыктарды чечүү үчүн металлургдар болоттун кристаллдык матрицасына экинчилик легирлөөчү элементтерди киргизип, коргонуу каршылыгынын белгилүү түрлөрү үчүн оптималдаштырылган айырмаланган класстарды түзүшөт.
Биринчи негизги кошумча никель болуп саналат. Суюктук кубаттуулугун колдонууда кеңири колдонулган популярдуу 300 сериялуу аустениттик дат баспас болоттордо никель 8 пайыздан 14 пайызга чейинки концентрацияда киргизилет. Механикалык көз караштан алганда, никель металлдын негизги кристаллдык түзүлүшүн өзгөртүп, аны ферриттик структурадан аустениттик түзүлүшкө айландырат. Бул металлургиялык жылыш металлдын катуулугун, ийкемдүүлүгүн жана структуралык ийкемдүүлүгүн кескин жогорулатат. Ал ошондой эле, өзгөчө жумшак кислоталар жана өнөр жай химиялык эритмелери дуушар болгондо, бир түрдүү коррозияга материалдын жалпы туруктуулугун олуттуу жогорулатууну камсыз кылат.
Бирок, экстремалдык гидравликалык чөйрөлөрдүн чыныгы чемпиону молибден болуп саналат. Стандарттык 304 дат баспас болоттон жасалган негизги атмосфералык нымдуулуктан эң сонун коргоону сунуштайт, бирок ал деңиз суусунда, жээктеги абада жана жолдун муздаткыч туздарында көп кездешкен жогорку концентрацияланган хлорид иондоруна дуушар болгондо күрөшө алат. Хлорид иондору өзгөчө агрессивдүү; алар стандарттуу хром кычкылынын пассивдүү катмарына кирип, эритип, локализацияланган бузулууну жаратат.
Бул алсыздыкка каршы туруу үчүн 316-даражадагы дат баспас болоттон 2-3 пайыз молибден кошулат. Молибден максаттуу химиялык стабилизатордун ролун аткарып, пассивдүү пленканын локализацияланган туруктуулугун кескин жогорулатат жана аны хлорид-индукцияланган бузулууга өзгөчө туруктуу кылат. Бул бир эле элементардык жаңылоо 316-класстын деңиздеги мунай бургулоо аянтчалары, деңиз кемелери жана жээктеги өнөр жай ишканалары үчүн стандарттык материалдык талап болуп саналгандыгынын себеби болуп саналат.
Акыр-аягы, заманбап өндүрүш көмүртек мазмунуна өзгөчө көңүл бурат. Дат баспас болоттон жогорку-температурага чейин ысытылганда, мисалы, жогорку-басымдагы гидравликалык фланецти ширетүүдө-карбиддин чөгүшү деп аталган кубулуш пайда болушу мүмкүн. Хром жана көмүртек атомдору металлдын бүртүкчөлөрү боюнча биригип, пассивдүү катмарды сактоо үчүн зарыл болгон хромдун айланасындагы аймактарды ажырата алышат. Бул ширетилген кошулманы локализацияланган гранулалар аралык коррозияга өтө алсыз кылат. Бул коркунучту жок кылуу үчүн өндүрүүчүлөр 304L же 316L сорту деп белгиленген төмөнкү{7}}көмүртектүү вариацияларды колдонушат. Көмүртектин мазмунун 0,03 пайыздан азыраак чектөө менен, ширетилген аймак башка компонент сыяктуу эле дат басууга- чыдамдуу бойдон кала берет, карбиддин жаашы алдын алат.
Гидравликалык коррозиянын өзгөчө формаларын жеңүү
Коррозия суюктук электр системасынын ичинде бир нече ар кандай жолдор менен көрүнөт. Жогорку сапаттагы дат баспас болоттон жасалган гидравликалык продукт-бул өзгөчө структуралык коркунучтарга каршы туруу үчүн атайын иштелип чыккан.
Бирдиктүү коррозия
Бирдиктүү коррозия металл компонентинин бүт ачык бетине кеңири таралган, бир калыпта чабуулду билдирет, убакыттын өтүшү менен материал дубалынын акырындык менен ичкеришине алып келет. Жогорку-басымдагы гидравликалык линияда дубалды жукартуу өтө кооптуу, анткени ал түтүктүн коопсуз жумушчу басымын катастрофалык жарылуу болгонго чейин тынымсыз төмөндөтөт. Дат баспас болоттон жасалган үзгүлтүксүз пассивдүү катмар стандарттык эксплуатация шарттарында толугу менен бир түрдүү коррозияга жол бербейт, оригиналдуу дубалдын калыңдыгын жана түзүмдүк чектерди компоненттин иштөө цикли бою сактайт.
Чуңкурлар жана жаракалар коррозиясы
Чуңкурлар жана жаракалар бузулуунун өтө локалдашкан, тымызын формалары болуп саналат. Коргоочу каптамадагы кичинекей, локализацияланган бузулуу микроскопиялык тешиктин металл дубалдын тереңдигине туннелге өтүүгө мүмкүндүк бергенде пайда болот. Жарыктын коррозиясы суюктуктун токтоп калышы мүмкүн болгон тыгыз чектелген мейкиндиктерде, мисалы, жупташкан жип профилдеринин ортосундагы же фланец пломбасынын астындагы микро- боштуктарда пайда болот.
Токтоп калган суюктук кычкылтек- түгөнгөн сайын анын химиялык химиясы өзгөрүп, өтө кычкылдыкка айланат жана стандарттуу металлдарды тез чайнайт. 316-класстагы дат баспас болоттон молибдендин кошулушу бул кычкылтектин азайган- зоналарындагы пассивдүү катмарды турукташтыруу менен чуңкурлардын да, жаракалардын да бузулушуна жол бербейт.
Гальваникалык коррозия
Гальваникалык коррозия электрохимиялык жактан окшош эмес эки металл электролиттин, мисалы, нымдуулуктун же чөйрөнүн нымдуулугунун катышуусунда физикалык байланышта болгондо пайда болот. Бул сценарийде металлдардын ортосунда миниатюралык электр тогу агып, азыраак асыл металлды (анод) тездетилген ылдамдыкта коррозияга алып келет, ал эми асыл металл (катод) корголгон бойдон калат.
Дат баспас болоттон жасалган гальваникалык асыл шкалада бийик тургандыктан, ал кошуна металлдар тарабынан коррозияга өтө туруктуу. Бирок, инженерлер этият болушу керек: дат баспас болоттон жасалган арматура нымдуу чөйрөдө түздөн-түз жумшак алюминий коллектордук блокко сайланса, алюминий курмандык анодунун ролун аткарып, тез бузулат. Муну башкаруу үчүн системаны туура долбоорлоо система боюнча металлдарды тууралоону же электр чынжырын бузуу үчүн -өткөргүч эмес изоляциялык тоскоолдуктарды колдонууну камтыйт.
Экологиялык факторлор: Дат баспас болоттон коргоо эң маанилүү болгон жерде
Дат баспас болоттон жасалган жогорку химиялык ийкемдүүлүк аны бир нече өтө агрессивдүү операциялык секторлордо негизги тандоо кылат.
Деңиз жана деңиздеги инженерияда гидротехникалык системалар тынымсыз толкундар, туз чачуу жана жыш, нымдуу туман менен талкаланат. Туздуу суудагы хлорид иондору цинктин стандарттуу көмүртектүү болоттун компоненттерин тез эле ажыратып, бир нече жуманын ичинде кыйратуучу даттын пайда болушуна алып келет. Дат баспас болоттон жасалган тетиктер түзүмдүк бүтүндүгүн жоготпостон ондогон жылдар бою мындай деңиз шарттарына туруштук берип, маанилүү рулдук шаймандарды, палубалык крандарды жана суу астындагы клапандарды талаада күтүлбөгөн катачылыктардан коргойт.
Ошо сыяктуу эле, химиялык жана нефтехимиялык кайра иштетүү ишканалары айлана-чөйрөнүн коркунучтарынын өтө уулуу аралашмасын көрсөтөт. Кайра иштетүүчү идиштерге жакын жайгашкан гидротехникалык линиялар абадагы кычкыл бууларга, күкүрттүн жегич кошулмаларына жана учуучу органикалык эриткичтерге дуушар болушу мүмкүн. Стандарттык капталган металлдар бул химиялык чабуулдун астында тез бузулат. Дат баспас болоттон жасалган ар кандай өнөр жай кошулмаларына химиялык жактан инерттүү, ал туруктуу, түздөн-түз химиялык таасирге карабастан, таза, кемчиликсиз бетти сактоого мүмкүндүк берет.
Акыр-аягы, тамак-аш, суусундуктар жана фармацевтика өнөр жайларында гигиеналык жуулуунун катуу талаптарын карашыбыз керек. Бул секторлордо бактериялардын көбөйүшүн жок кылуу үчүн машиналарды тез-тез-басымдагы буу жана хлор же каустикалык содасы бар агрессивдүү тазалоочу жуугучтар менен чачып туруу керек. Көмүртектүү болоттон жасалган тетиктер бул туруктуу санитардык процедуралардан кабыгы же дат басып калбай жашай албайт, бул өндүрүш линиясынын физикалык жана химиялык булгануу коркунучун жаратат. Дат баспас болоттон жасалган кемчиликсиз жылмакай, тешиктүү эмес- бети бар, ал биологиялык адгезияга активдүү туруштук берет жана катуу санитардык тазалоого туруштук берет жана бөлүкчөлөрдүн калдыктарын эч качан бузат.
Коррозияга каршы бүтүндүктүктү сактоо-: Орнотуу жана тейлөө боюнча мыкты тажрыйбалар
Дат баспас болоттон жасалган гидравликалык продукт максималдуу номиналдык коррозияга туруктуулугун камсыз кылуу үчүн, орнотуунун жана тейлөөнүн конкреттүү ыкмаларын талаа техниктери кылдаттык менен аткарышы керек.
Биринчи критикалык процесс пассивация деп аталат. Дат баспас болоттон жасалган арматура өндүрүш процессинде иштетилгенде, сайланганда же штампталганда, кесүүчү шаймандардан эркин темирдин кичинекей бөлүкчөлөрү металлдын бетине кирип калышы мүмкүн. Эгерде тазаланбаса, бул бөтөн темир бөлүкчөлөрү талаада дат басып, компоненттердин бузулушунун алдамчы көрүнүшүн жаратат жана анын астындагы пассивдүү катмарды бузушу мүмкүн.
Буга жол бербөө үчүн даяр компоненттер химиялык пассивациядан өтүшөт, адатта азот же лимон кислотасынын эритмесине чөмүлүүчү ванна кирет. Бул кислота ваннасы дат баспас болоттон жасалган темир булгоочу заттарды тандап эритип, таза, хромго{1}} бай бетти калтырып, коргоочу пассивдүү пленканын пайда болушун заматта оптималдаштырат.
Андан тышкары, талаа техниктери системаны чогултуу учурунда кайчылаш булгануунун алдын алуу үчүн өтө этият болушу керек. Эгерде техник дат баспас болоттон жасалган клапандын жиптерин тазалоо үчүн стандарттуу көмүртек болот зым щеткасын колдонсо, же дат баскан темир шаймандар менен компоненттерди иштетсе, көмүртек болоттон жасалган бөлүкчөлөр дат баспас бетке өтүп, локализацияланган дат аймактарын козгойт. Дат баспас болоттон жасалган атайын шаймандар жана таза иштетүү ыкмалары материалдын тазалыгын сактоо үчүн абдан маанилүү.
Акыр-аягы, техниктер орнотуу учурунда жиптин тайып кетүү коркунучун башкаруу керек. Аустениттик дат баспас болоттор салыштырмалуу жумшак жана ийкемдүү болгондуктан, эркек жана ургаачы жиптерди жогорку моменттин астында бекемдегенде пайда болгон сүрүлүү пассивдүү оксид катмарын жок кылышы мүмкүн. Бул катмарсыз чийки металлдын кристаллдары бири-бирине тике сүрүлүп, катуу локализацияланган жылуулукту жаратып, жиптердин муздак-биринишине алып келиши мүмкүн. Өткөндөн кийин, муун биротоло кулпуланып калат жана мажбурланса толугу менен ажырап калат. Бул көйгөйдү жоюу үчүн, техниктер ар дайым дат баспас болоттон жасалган агрегаттар үчүн атайын даярдалган атайын-майлоочу майлоочу же жогорку-саптуу жип кошулмасын колдонушу керек.
Корутунду
Дат баспас болоттон жасалган гидравликалык тетиктердин даттын жана дат басуунун кыйратуучу күчтөрүнө толук туруштук бере алгыдай жөндөмдүүлүгү ийгиликтин маселеси эмес; бул максаттуу материал таануунун тузден-туз жециши. Хромдун, никельдин жана молибдендин бекем пайдубалынын айланасына эритме түзүшүп, металлургдар өзүнүн микроскопиялык-сотту айыктырууга жөндөмдүү материалды жаратышты.
Хром оксидинин пассивдүү катмарынын тыгыз, тешиктүү эмес түзүлүшү болобу, молибдендин хлориддердин агрессивдүү чуңкурларынан корголушу же ширетүүнүн бузулушуна жол бербөөчү аз көмүртектүү формулалар болобу, дат баспас болоттон жасалган гидравликалык продуктунун бардык аспектилери узак мөөнөттүү жашоого{{2} ылайыкталган.
Альтернативдик материалдар баштапкы сатып алуудагы чыгымдарды төмөндөтсө да, алардын айлана-чөйрөнүн бузулушуна карата сөзсүз аялуулугу ар дайым күтүүсүз иштөө убактысына, кымбат суюктуктун агып кетишине жана техникалык тейлөө кызматкерлери үчүн коопсуздук коркунучунун жогорулашына алып келет. Дат баспас болоттон жасалган коргонуу архитектурасынын артындагы терең илимий принциптерди түшүнүү жана туура иштетүү жана орнотуу протоколдорун аткаруу менен заманбап өнөр жай ишканалары жогорку эффективдүү, толугу менен таза жана ондогон жылдар бою коопсуз иштей турган суюктук энергия системаларын камсыздай алат.
