ჟანგი ეს არის მოწითალო-ყავისფერი ლაქა, რომელიც ჩნდება რკინის ან შავი ზედაპირებზე, როდესაც ისინი ექვემდებარება ჰაერს და ტენიანობას. ვინაიდან მეტალის რკინა არასტაბილურია ჰაერთან კონტაქტში, იგი წარმოიქმნება ლითონის რკინის ჟანგვის შედეგად რკინის ოქსიდებად ან ჰიდროქსიდებად, რომლებიც ჩვეულებრივ წარმოდგენილია ქიმიური ფორმულით FeOOH.
ჟანგი საზოგადოების მთავარი პრობლემაა, რადგან ის მნიშვნელოვნად აზიანებს ისეთ სტრუქტურებს, როგორიცაა ხიდები, შენობები, მანქანები, ძრავები, სხვათა შორის, რაც მოითხოვს დიდ ხარჯებს რემონტისთვის და მოვლა. ჟანგი არის კოროზიის სახეობა, ლითონებისა და შენადნობების განადგურების სპონტანური ფენომენი. ამჟამად, რამდენიმე ტექნიკა, როგორიცაა გალვანიზაცია, გამოიყენება ჟანგის წარმოქმნის ზემოქმედების შესამცირებლად.
წაიკითხეთ ასევე: როგორ უკავშირდება მარილიანი ჰაერი ლითონების კოროზიას?
ამ სტატიის თემები
- 1 - რეზიუმე ჟანგზე
- 2 - რა იწვევს ჟანგს?
- 3 - როგორ ჩნდება ჟანგი?
- 4 - ჟანგის სახეები
- 5 - ჟანგის ქიმიური შემადგენლობა
- 6 - ჟანგის შედეგები
- 7 - როგორ ავიცილოთ თავიდან ჟანგი?
- 8 - რა განსხვავებაა ჟანგსა და კოროზიას შორის?
ჟანგის შეჯამება
ჟანგს ახასიათებს მოწითალო-ყავისფერი ლაქები, რომლებიც წარმოიქმნება რკინის ზედაპირებზე და შავი შენადნობებზე, რომლებიც კონტაქტშია ჰაერთან და ტენიანობასთან.
ჟანგი წარმოიქმნება, როდესაც რკინა, რომელიც არასტაბილურია ატმოსფერული ჟანგბადის არსებობისას, იჟანგება რკინის ოქსიდებად და ჰიდროქსიდებად.
ის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ზოგადი ქიმიური ფორმულით FeOOH.
ჟანგის ძირითადი კომპონენტია ჰიდრატირებული რკინის III ოქსიდი, Fe2ო3∙H2ო.
ჟანგი მთავარი პრობლემაა ქვეყნებისა და კომპანიებისთვის, რადგან ტექნიკური და სარემონტო ხარჯები მაღალია.
ეს იწვევს დიდ სტრუქტურულ ზემოქმედებას, რადგან მექანიკურად ასუსტებს მეტალის სტრუქტურებს.
არსებობს ჟანგის შემცირების ან შერბილების ტექნიკა, როგორიცაა კათოდური დაცვა და გალვანიზაცია.
ჟანგის ფორმირება კოროზიის სახეობაა.
რა იწვევს ჟანგს?
ჟანგი არის ა მოწითალო-ყავისფერი ლაქა, რომელიც ჩნდება მეტალის ზედაპირებზე, უფრო კონკრეტულად რკინასა და შავი შენადნობებზე, როდესაც ისინი ატმოსფეროში ხვდებიან ან ჩაძირულნი არიან ბუნებრივ წყლებში.. Მაგ შემთხვევაში, მეტალის რკინა (Fe) იჟანგება ოქსიდების ნარევში (Fe2ო3∙H2O და Fe3ო4) და ჰიდროქსიდები (Fe(OH)2, Fe (OH)3) რკინის, რომელიც ასევე ჩვეულებრივ წარმოდგენილია FeOOH ფორმულით, რომელიც ცდილობს ჟანგში არსებული ყველა რკინის ფაზის კონდენსაციას.
პროცესი, რომელიც იწვევს ჟანგს, ქიმიურად ცნობილია როგორც კოროზია.მასალაზე გარემოს მოქმედების შედეგი, რომელიც იწვევს მის გაუარესებას, დაწყებული მისი ზედაპირიდან.
არ გაჩერდე ახლა... საჯაროობის შემდეგ კიდევ არის ;)
როგორ ჩნდება ჟანგი?
მეტალის რკინა თერმოდინამიკურად არასტაბილურია ჟანგბადის გაზის არსებობისას., რომელიც ჩვენი ატმოსფეროს დაახლოებით 20%-ს შეადგენს და არის საშუალება, რომელშიც ასეთი ლითონი ყველაზე ხშირად ვლინდება.
ამ პირობებში მისი ოქსიდი წარმოქმნის FeO (რკინის ოქსიდი II), Fe2ო3 (რკინის III ოქსიდი) და Fe3ო4 (რკინის II, III ოქსიდი). წყლის არსებობა გარემოს კიდევ უფრო აგრესიულს ხდის, ხელს უწყობს ჟანგის წარმოქმნას (FeOOH). როგორც ძირითად მარილებსა და ჰიდროქსიდებს სჭირდებათ წყალი მათი წარმოქმნისთვის, ჟანგს, ოქსიდებისა და ჰიდროქსიდების ნარევს, ასევე სჭირდება წყალი, რაც ნათელს ხდის ფარდობითი ტენიანობის როლს:
4 Fe3ო4 (s) + O2 (გ) + 6სთ2O (l) → 12 FeOOH (s)
ჰაერის მაღალი ფარდობითი ტენიანობის რეგიონებში ხშირია ე.წ. კოროზიული წყობის წარმოქმნა., წყლის ფურცლის წარმოქმნის გამო, რომელიც კონდენსირდება (თხევადდება) ლითონის ზედაპირზე მთლიანად ან ნაწილობრივ.
ამ შემთხვევაში ყურადღება უნდა მივაქციოთ ჩართული სახეობების სტანდარტული შემცირების პოტენციალს:
რწმენა2+ (aq)/Fe (s): E° = –0,44 ვ
რწმენა3+ (აქ)/Fe2+ (aq): E° = 0,77 ვ
ო2 (გ)/OH– (aq): E° = 0,82 ვ
ღირებულებები ამას აჩვენებს პროცესი, რომლის დროსაც Fe იჟანგება O-ით, ქიმიურად სპონტანურია.2 წყალში გახსნილი, ვინაიდან რკინას აქვს დაბალი სტანდარტის შემცირების პოტენციალი. ამიტომ, ჩვენ უნდა:
Fe(s) → Fe2+ (aq) + 2 და–
ო2 (გ) + 2სთ2O(l) + 4 და– → 4OH– (აქ)
Მოკლედ, ჟანგის ფორმირება შეიძლება მიეცეს როგორც:
2 Fe2+ (aq) + O2 (გ) + 4 OH– (aq) → 2 FeOOH (s) + 2 H2O(l)
მიუხედავად იმისა, რომ ჰაერში ჟანგბადის კონცენტრაცია მუდმივია, წყალში მისი ხსნადობა დაბალია (1,4 x 10–3 მოლი. ლ–1 ჰ2O 20 °C-ზე), რომელიც სწრაფად მოიხმარება ფოლადის ზედაპირზე (ლითონის შენადნობი, რომელიც შედგება ძირითადად რკინისა და ნახშირბადისგან). მიუხედავად იმისა, რომ მუდმივად ივსება ჰაერით, ეს ჟანგბადი ყოველ წამს უნდა გაიაროს ფენაში ჟანგის სქელი ფენა, რომელიც კვლავ ურტყამს ფოლადს, რაც ანელებს ჟანგის სიჩქარეს დროთა განმავლობაში. კოროზიის.
ჟანგის ტიპები
ჟანგი განსხვავდება ფერით ჟანგბადის და ტენიანობის ოდენობის მიხედვით.
წითელი ჟანგი: მდიდარი Fe2ო3∙H2O (ჰიდრატირებული რკინის III ოქსიდი), გვხვდება მაღალი ჟანგბადითა და ტენიანობით გარემოში, არის ყველაზე გავრცელებული ფორმა, ფორმირდება ერთნაირად.
ყვითელი ჟანგი: მდიდარია FeO(OH)H-ით2O (ან Fe (OH)3), გვხვდება მაღალი ტენიანობის გარემოში, ჩვეულებრივ ლითონებში, რომლებიც გვხვდება დიდი რაოდენობით მდგარ წყალთან, როგორიცაა ნიჟარებისა და აბანოების მახლობლად.
შავი ჟანგი: მდიდარი Fe3ო4, გვხვდება ჟანგბადის დაბალი კონცენტრაციისა და ზომიერი ტენიანობის გარემოში. ის ჩნდება როგორც შავი ლაქები, სწრაფად არ წარმოიქმნება და ამიტომ ადვილია მასთან ბრძოლა.
ყავისფერი ჟანგი: მდიდარი Fe2ო3, გვხვდება გარემოში ჟანგბადის მაღალი კონცენტრაციით და დაბალი ტენიანობით (თუნდაც მის გარეშე). ამის გამო, ეს არის ბევრად უფრო მშრალი ტიპის ჟანგი, რომელიც გვხვდება არა ერთნაირად, არამედ ზედაპირზე კონკრეტულ წერტილებში.
იხილეთ ასევე: რა არის კოროზიის ტიპები?
ჟანგის ქიმიური შემადგენლობა
ჩვეულებრივ, ასე ამბობენ ჟანგი შედგება ჰიდრატირებული რკინის III ოქსიდისგან (Fe2ო3∙H2O), მაგრამ შეიძლება გვესმოდეს, რომ მის შემადგენლობაში არის რკინის სხვა სახეობები. რკინის მსგავსად ეს არის მეტალი ოდნავ სტაბილურია ჰაერში ჟანგბადთან კონტაქტში, ნორმალურია, რომ ამ ლითონის ნაწილები ქმნიან Fe-ის თხელ ფენას.3ო4 (მაგნიტი) მის ზედაპირზე. ჰაერში ჟანგბადთან მუდმივი კონტაქტი და ტენიანობა იწვევს სხვა დაჟანგული სახეობების წარმოქმნას, როგორიცაა FeOOH, კრისტალურ ფორმებში α-FeOOH (გოეთიტი) და γ-FeOOH (ლეპიდოკროციტი). ეს სახეობები ჟანგის გასწვრივ ფენებად იფარება.
ჟანგის შედეგები
ჟანგის წარმოქმნის პროცესი კოროზიის ველშია., დიდი ზემოქმედების პრობლემაა ინდუსტრიული და განვითარებული ქვეყნების ეკონომიკაზე.
დადგენილია, რომ მსოფლიოში რკინისა და ფოლადის წარმოების დაახლოებით 30% იკარგება კოროზიის შედეგად., ღირებულება, რომელიც შეიძლება შეესაბამებოდეს ქვეყნების მშპ 1-დან 5%-მდე. 2019 წელს, მაგალითად, ბრაზილიამ დახარჯა დაახლოებით 290 მილიარდი BRL (მშპ-ს დაახლოებით 4%) კოროზიის მოვლაზე.
სტრუქტურების შენარჩუნების ხარჯები აუცილებელია, რადგან ჩანაცვლება შეიძლება იყოს უფრო ძვირი და, გარდა ამისა, ჟანგი სერიოზულ ზიანს აყენებს სტრუქტურის უსაფრთხოებას.. ჟანგვის დროს ლითონი კარგავს თავის კარგ მექანიკურ თვისებებს. წარმოქმნილი ოქსიდები, ზოგადად, მყიფეა და შეიძლება ზიანი მიაყენოს ნაწილებს, სტრუქტურებსა და აღჭურვილობას. არა მხოლოდ ეს, მათ შეუძლიათ შეფუთული პროდუქტის დაბინძურებაც, თუ ეს, მაგალითად, საკვებია.
ჟანგიანი ნაწილების გამოცვლისა და შენარჩუნების პირდაპირი ხარჯების გარდა, ჟანგი ასევე შეიძლება გამოიწვიოს არაპირდაპირი პრობლემები. ისეთმა სტრუქტურამ, როგორიცაა ხიდი ან ესტაკადა, რომელიც საჭიროებს დახურვას მოვლისთვის, შეიძლება გამოიწვიოს ხალხის გადაადგილების მნიშვნელოვანი შეფერხება, გავლენა მოახდინოს თემებზე და სამუშაო რუტინაზე. ჟანგიანი მანქანები შეიძლება დაკარგონ ეფექტურობა ან ამოღებულ იქნეს საწარმოო ხაზიდან მოვლისთვის, რითაც მცირდება პროდუქტიულობა.
როგორ ავიცილოთ თავიდან ჟანგი?
ამჟამად უკვე არსებობს ანტიოქსიდანტური ან ანტიკოროზიული ტექნიკა, რომელიც მკვეთრად ამცირებს ლითონის ნაწილებზე ჟანგის წარმოქმნას. მათ შორის შეიძლება გამოვყოთ ზოგიერთი, მაგ კათოდური და ანოდური დაცვა, ანტიკოროზიული საფარი და კოროზიის ინჰიბიტორები.
კათოდური დაცვისას საინტერესო ლითონი დაცულია მის სტრუქტურაში ჩასმული უფრო ადვილად დაჟანგვის მეტალით (დაბალი შემცირების პოტენციალი), რომელიც წარმოშობს გალვანურ უჯრედს. ამგვარად, ჩასმული ლითონი მოქმედებს როგორც ანოდი, იჟანგება და შემდეგ იცავს ინტერესის მეტალის სტრუქტურას, რომელიც მოქმედებს როგორც კათოდი და რჩება შემცირებული (მეტალის) სახით. ჩასმული ანოდი საყოველთაოდ ცნობილია, ამ ტექნიკით, როგორც "მსხვერპლშეწირული ლითონი", ზუსტად იმიტომ, რომ ის იჟანგება მეორის ნაცვლად.
საფარის გამოყენება ხელს უშლის ლითონის სტრუქტურის კონტაქტს ჟანგვის გარემოსთან, რითაც ქმნის ბარიერს, რომელიც შეაფერხებს ან თუნდაც თავიდან აიცილებს ჟანგის წარმოქმნას. ამის მაგალითია ეპოქსიდური საღებავები და წითელი ტყვია, რომელიც იცავს მილებს, მოაჯირებს, კარიბჭეებს და სხვა ნივთებს. კიდევ ერთი ცნობილი საფარი არის გალვანიზაცია, რომელიც შედგება რკინის ნაწილის ნაკლებად კეთილშობილური ლითონით დაფარვისგან. ეს არის გალვანური ხრახნების შემთხვევა, რომელშიც რკინის სტრუქტურა დაფარულია თუთიის ლითონისგან.
კოროზიის ინჰიბიტორები არის ორგანული ან არაორგანული ხასიათის ქიმიური ნივთიერებები, რომლებიც ემატება გარემოს ჟანგის წარმოქმნის პროცესის თავიდან ასაცილებლად. იდეა არის გარემოში პროდუქტების გამომუშავება, რომლებიც ქმნიან დამცავ ფილმებს და მოქმედებენ როგორც ბარიერი ლითონისთვის, რაც ართულებს კონტაქტს ჟანგვის გარემოსთან. ჟანგის თავიდან აცილების გზების შესახებ მეტის გასაგებად დააწკაპუნეთ აქ.
რა განსხვავებაა ჟანგსა და კოროზიას შორის?
ჟანგი არის ნივთიერება, რომელიც წარმოიქმნება რკინისა და მისი შენადნობების კოროზიის დროს, როგორიცაა ფოლადი. კოროზია უფრო ფართოა, რადგან ის ეხება ლითონებისა და შენადნობების სპონტანური განადგურების ყველა პროცესს, გამოწვეულია ლითონებისა და შენადნობების ქიმიური, ბიოქიმიური და ელექტროქიმიური ურთიერთქმედებით გარემოსთან გარემო. კოროზიის დროს ლითონები გარდაიქმნება თერმოდინამიკურად უფრო სტაბილურ ნაერთებად, როგორიცაა ოქსიდები, ჰიდროქსიდები, მარილები ან კარბონატები. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ჟანგის წარმოქმნა კოროზიის ერთ-ერთი პროცესია.
ზოგიერთი ავტორი ამბობს, რომ ჟანგი არის სველი კოროზიის ან კოროზიის პროცესის შედეგი ელექტროქიმია, რადგან ასეთ პროცესს სჭირდება წყლის არსებობა და ეს ხდება სპონტანურად.
წყაროები
AZ RUST. რა არის ჟანგი და ჟანგის ყველაზე გავრცელებული ტიპები. AZ Rust, c2023. Ხელმისაწვდომია: https://azrust.com/what-is-rust/.
კარნეირო, კ. ფოლადის კოროზიის შეკავების ხარჯები გავლენას ახდენს ბრაზილიის მშპ-ს 4%-ზე. SEGS, 2022 წ. Ხელმისაწვდომია: https://www.segs.com.br/mais/economia/338194-gastos-para-conter-corrosao-do-aco-impactam-4-do-pib-brasileiro.
CURTISS-WRIGHT SURFACE TECHNOLOGIES. დაჟანგვის სახეები და როგორ შეუძლია ლითონის ზედაპირის დამუშავება დაჟანგვის თავიდან აცილებას. Curtiss-Wright Surface Technologies, 2020 წელი. Ხელმისაწვდომია: https://www.cwst.co.uk/types-of-rusting-and-how-metal-surface-treatment-can-help-prevent-oxidation/.
მერსიერი, ჯ. პ. ზამბელი, გ. კურზი, ვ. კოროზია, დეგრადაცია და დაბერება. In: შესავალი მასალათმცოდნეობაში, პ. 379-399, 2002.
მერჩონი, ფ. გიმარესი, პ. მე. ვ. მაინიერი, ფ. ბ. კოროზია: ქიმიური ფენომენის ჩვეულებრივი მაგალითი. ახალი ქიმია სკოლაში. ნ. 19, 2004. Ხელმისაწვდომია: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a04.pdf.
პოპოვი, ბ. არა. კოროზიის ინჟინერია: პრინციპები და გადაჭრილი პრობლემები. ოქსფორდი: Elsevier, 2015 წ.
სილვა, მ. ვ. ფ. პერეირა, მ. ვ. კოდარო, ე. ნ. აქსიარი, ჰ. ა. ნახშირბადოვანი ფოლადის კოროზია: ყოველდღიური მიდგომა ქიმიის სწავლებაში. ახალი ქიმია, ვ. 38, No. 2, გვ. 293-296, 2015. Ხელმისაწვდომია: https://s3.sa-east-1.amazonaws.com/static.sites.sbq.org.br/quimicanova.sbq.org.br/pdf/v38n2a22.pdf.
სტეფანო არაუჯო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი
ლითონების, ძირითადად რკინის კოროზია ხდება ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციების ელექტროქიმიურ პროცესებში.
გაიგეთ, რატომ უწყობს ხელს ზღვის ჰაერი სანაპირო რაიონებში ლითონის კონსტრუქციების კოროზიას.
ჟანგბადით გამოწვეული სარგებელი და ზიანი.
რკინის კოროზიისგან დაცვა შეიძლება გაკეთდეს საღებავებით, სპეციალური ფოლადებით ან კათოდური დაცვით.
იცოდეთ რას ნიშნავს ტერმინი კოროზია და რა განსხვავებაა ქიმიურ, ელექტროქიმიურ და ელექტროლიტურ კოროზიას შორის.
