Kutu kwa shaba na aloi zake: sababu na suluhisho

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Aloi za shaba na shaba zina upitishaji wa juu wa umeme na mafuta, zinaweza kutengenezwa kwa mashine, zina ukinzani mzuri wa kutu, kwa hivyo hutumiwa kikamilifu katika tasnia nyingi. Lakini inapoingia katika mazingira fulani, kutu ya shaba na aloi zake bado hujidhihirisha. Ni nini na jinsi ya kulinda bidhaa kutokana na uharibifu, tutazingatia katika makala hii.

kutu ni nini

Huu ni uharibifu wa metali kutokana na kuathiriwa na mazingira. Katika nchi zilizo na tasnia iliyoendelea, uharibifu kutoka kwa kutu ni 4-5% ya mapato ya kitaifa. Sio tu metali huharibika, lakini pia taratibu na sehemu zilizofanywa kutoka kwao, ambayo inaongoza kwa gharama kubwa sana. Mabomba yaliyoharibika mara nyingi huvuja kemikali hatari, na kusababisha uchafuzi wa udongo, maji na hewa. Yote hii inathiri vibaya afya ya watu. Kutu ya shaba ni uharibifu wake wa hiari chini ya ushawishi wa mambo ya mtu binafsi ya mazingira ya binadamu. Sababu ya uharibifu wa chuma ni kutokuwa na utulivukwa vitu vya mtu binafsi angani. Kadiri halijoto inavyoongezeka ndivyo kiwango cha kutu kinaongezeka.

Sifa za shaba

Shaba ndio chuma cha kwanza kabisa ambacho mwanadamu alianza kutumia. Ina rangi ya dhahabu, na katika hewa inafunikwa na filamu ya oksidi na hupata rangi nyekundu-njano, ambayo huitofautisha na metali nyingine ambazo zina rangi ya kijivu. Ni plastiki sana, ina conductivity ya juu ya mafuta, inachukuliwa kuwa conductor bora, pili kwa fedha. Katika asidi hidrokloriki dhaifu, maji safi na bahari, kutu ya shaba haitumiki.

Katika hali ya hewa wazi, chuma huoksidishwa kwa kutengeneza filamu ya oksidi ambayo hulinda chuma. Baada ya muda, inakuwa giza na inakuwa kahawia. Safu inayofunika shaba inaitwa patina. Inabadilisha rangi yake kutoka kahawia hadi kijani kibichi na hata nyeusi.

Kutu kwa kemikali ya umeme

Hii ndiyo aina inayojulikana zaidi ya uharibifu wa bidhaa za chuma. Kutu ya electrochemical huharibu sehemu za mashine, miundo mbalimbali iliyo chini ya ardhi, maji, anga, mafuta ya kulainisha na baridi. Hii ni uharibifu wa uso wa metali chini ya ushawishi wa sasa wa umeme, wakati, wakati wa mmenyuko wa kemikali, elektroni hutolewa na kuhamishwa kutoka kwa cathodes hadi anodes. Hii inawezeshwa na muundo tofauti wa kemikali wa metali. Wakati shaba inapogusana na chuma, seli ya galvanic inaonekana kwenye elektroliti, ambapo chuma huwa anode, na shaba inakuwa cathode, kwa sababu chuma katika safu ya voltages kulingana na jedwali la upimaji iko upande wa kushoto wa shaba na inafanya kazi zaidi.

Katika jozi ya chuma na shaba, kutu ya chuma hutokea kwa kasi zaidi kuliko shaba. Hii ni kwa sababu chuma kinapoharibiwa, elektroni kutoka humo hupita kwenye shaba, ambayo inabakia kulindwa hadi safu nzima ya chuma iharibiwe kabisa. Sifa hii mara nyingi hutumika kulinda sehemu na mitambo.

Athari ya uchafu kwenye kuharibika kwa metali

Inajulikana kuwa metali safi kiuhalisia haziharibiki. Lakini katika mazoezi, vifaa vyote vina kiasi fulani cha uchafu. Je, zinaathirije usalama wakati wa uendeshaji wa bidhaa? Fikiria kuwa kuna sehemu iliyotengenezwa kwa metali mbili. Fikiria jinsi kutu ya shaba na alumini hutokea. Inapofunuliwa na hewa, uso wake umefunikwa na filamu nyembamba ya maji. Ikumbukwe kwamba maji hutengana katika ioni za hidrojeni na ions hidroksidi, na kaboni dioksidi kufutwa katika maji hufanya asidi kaboniki. Inatokea kwamba shaba na alumini, kuzama katika suluhisho, huunda kiini cha galvanic. Aidha, alumini ni anode, shaba ni cathode (alumini iko upande wa kushoto wa shaba katika mfululizo wa voltage).

Iyoni za alumini huingia kwenye myeyusho, na elektroni za ziada hupita kwenye shaba, na kutoa ani za hidrojeni karibu na uso wake. Ioni za alumini na toni za hidroksidi huchanganyika na kuweka kwenye uso wa alumini kama dutu nyeupe, na kusababisha kutu.

Kutu ya shaba katika mazingira ya asidi

Shaba huonyesha uwezo wa kustahimili kutu katika hali zote kwani mara chache haiondoi hidrojeni kwa sababu iko katika mfululizo wa volteji ya kielektroniki.inasimama karibu na madini ya thamani. Kuenea kwa matumizi ya shaba katika tasnia ya kemikali kunatokana na upinzani wake kwa vyombo vya habari vya kikaboni:

• nitrati na sulfidi;
• resini za phenolic;
• asidi, lactic, citric na oxalic;
• hidroksidi potasiamu na sodiamu;
• miyeyusho hafifu ya asidi ya sulfuriki na hidrokloriki.

Kwa upande mwingine, kuna uharibifu mkubwa wa shaba katika:

• miyeyusho ya asidi ya chumvi za chromium;
• asidi za madini - perkloriki na nitriki, na kutu huongezeka kadri ukolezi unavyoongezeka.
• asidi ya sulfuriki iliyokolea, ikiongezeka kwa ongezeko la joto;
• ammonium hidroksidi;
• chumvi za kuongeza vioksidishaji.

Njia za Uhifadhi wa Chuma

Takriban metali zote kwenye chombo cha gesi au kioevu huharibiwa kwenye uso. Njia kuu ya kulinda shaba kutokana na kutu ni kuweka safu ya kinga kwenye uso wa bidhaa, inayojumuisha:

• Chuma - safu ya chuma inawekwa kwenye uso wa shaba wa bidhaa, ambayo ni sugu zaidi kwa kutu. Kwa mfano, shaba, zinki, chromium na nickel hutumiwa kama hiyo. Katika kesi hiyo, kuwasiliana na mazingira na oxidation itatokea kwa chuma kilichotumiwa kwa mipako. Ikiwa safu ya kinga imeharibiwa kwa kiasi, basi msingi wa chuma, shaba, huharibiwa.
• Vitu visivyo vya metali ni mipako isokaboni inayojumuisha vitreous mass, chokaa cha saruji, au kikaboni - rangi, vanishi, lami.
• Kemikalifilamu - ulinzi huundwa na njia ya kemikali, na kuunda misombo kwenye uso wa chuma ambayo hulinda shaba kutokana na kutu. Ili kufanya hivyo, filamu za oksidi, fosfeti hutumiwa au uso wa aloi umejaa nitrojeni, vitu vya kikaboni, au kutibiwa na kaboni, misombo ambayo huihifadhi kwa uaminifu.

Kwa kuongeza, sehemu ya aloi huletwa katika utungaji wa aloi za shaba, ambazo huongeza sifa za kuzuia kutu, au muundo wa mazingira hubadilishwa, kuondoa uchafu kutoka humo na kuanzisha vizuizi vinavyopunguza kasi ya majibu.

Hitimisho

Shaba si kipengele kinachofanya kazi kwa kemikali, kwa sababu hii, uharibifu wake ni wa polepole sana katika karibu mazingira yoyote. Kwa hiyo, inatumika sana katika sekta nyingi za uchumi wa taifa. Kwa mfano, chuma ni imara sana katika maji safi safi na ya bahari. Lakini kadri kiwango cha oksijeni kinavyoongezeka au mtiririko wa maji unavyoongezeka kasi, upinzani wa kutu hupungua.