EN
Кислотдук жамгыр челик конструкциялык биналардын коррозиясын кантип тездетет?
Электрохимиялык деградация: аноддук эрип кетүү жана катоддук оксигендин кыскарышында күкүрт жана азот кислоталарынын ролу
Кислотдук жамгыр негизинен күкүрт жана азот кислоталарынан турат, алар күкүрт диоксиди жана азот оксиддери атмосферага чыгарылганда пайда болот. Бул окурганда, адаттагы жамгыр суусу электрхимиялык процесстер аркылуу биналардагы темир конструкцияларды тез талкалаган өткөрүүчү эритма сыяктуу болуп калат. Бул жерде ишке ашырылууда эки нерсе бир убакта болуп жатат. Биринчи, темир аноддук эрип кетүү деген процесс аркылуу Fe2+ иондоруна айланып баштайт. Экинчи, суудагы оттек катоддук кыскартуу аркылуу гидроксид иондоруна айланат. Натыйжада — гидратталган темир оксиди — кыртыш тез жана түрдүү жерлерде пайда болот, бул материалдардын тез талкалануунун тездигин көтөрөт. Техногендик аймактарга — мындай жерлерде ластыруу деңгээли жогору, жамгыр суусунун pH деңгээли көбүнчө 4,5тен төмөн түшөт — көз салыңыз. 2023-жылдагы «Экологиялык коррозия тууралуу долбоор» боюнча жаңы маалыматтарга ылайык, бул аймактардагы коррозия маселелери айыл аймактарында бааланган коррозия маселелеринен 40–60 процентке чейин жогорураак.
Чыныгы дүйнөдөгү коррозия тездиги: Жогорку кислоталуулуктагы аймактардан (мисалы, Гуаньдун, Чунцин, Сычуань өрөөнү) маалымат
Кытайдын эң кислоталуу аймактарында өткөрүлгөн талаа изилдөөлөрү бул тездетилген деградациялык үлгүлөрдү тастыктайт:
| Мекенжай | Орточо жамгырдын pH деңгээли | Жылдык коррозия тездиги (мкм/жыл) | Структуралык таасири |
|---|---|---|---|
| Гуандун | 4.2 | 80–110 | негизги деңгээлге караганда чыбыртма жарым градуска тезирээк жуушат |
| Чонкесин | 3.9 | 95–130 | Тескелдөө тереңдиги жылына 0,5 мм ден ашат |
| Сычуань өрөөнү | 4.1 | 85–120 | 5 жыл ичинде жүктөмдүн капаситети 30% га азаят |
Бул жогорку сымалдуулуктагы аймактарда — башкача айтканда, салыштырмалуу сымалдуулук жыш 80% тан жогору болгондо — электролиттик пленкалар болот бетинде узак убакыт турат, ошондой эле жамгыр жаап турганда эмес, арасында да коррозияны сактап турат. Коргоочу каптамалар мундай шарттарда жалпысынан 3–7 жыл ичинде деградацияланат, бул баштапкы циклдеги техникалык кызмат көрсөтүү жана ремонт чыгымдарын тездетет.
Болот конструкциялык биналар үчүн коррозияга төзүмдүү материалдарды колдонуу стратегиялары
Тереңдиктеги цинк менен каптап алуу vs. Цинкалум vs. Коррозияга төзүмдүү болот: pH 4,5тен төмөн иштегендеги өнүктүрүлгөн көрсөткүчтөр
Чөйрө pH 4,5тен төмөн түшкөндө, коррозияга каршы коргоо үчүн колдонулган стандартдык ыкмалар тез гана бузулуп кетет. Мисалы, тереңдиктеги цинк менен каптап алуу – бул цинкти коргоо чарасы катары эрүүгө уруксат берип иштейт, бирок 2023-жылы Гуаньдундагы талаа сыноолорунда бул процесс чыныгы кислоталуу шарттарда жылына орточо 15 микрометр цинкти жоготот. Цинкалум продукттарында колдонулган алюминий-цинк кушулмасы башкача коргоо көрсөткүчтөрүн берет, анткени ал коррозияны жылына 8–10 микрометрге чейин төмөндөтөт. Узак мөөнөттүү чечимдер үчүн бардык коррозияга төзүмдүү болоттун түрлөрү эмес, башкача айтканда, гана белгилүү түрлөрү гана иштейт. 316L маркасы айрыкча көркөм, анткени ал жылына 0,5 микрометрден аз коррозияланат; бул натыйжа анын бетинде табигый түрдө пайда болгон чыдамдуу хром оксиддик катмары аркылуу камсыздалат. Экономикалык жагынан тиешелүү чечим кандай объект коргоого турганына жана ал кайда орнотуларына көбүрөөк байланыштуу.
| Материал | Коррозиянын тездиги (мкм/жыл) | Кызмат көрсөтүү мөөнөтү (жыл) | Баа көбөйтүүчүсү |
|---|---|---|---|
| Ысык-чыгып жездөө | 12–18 | 10–15 | 1x |
| Цинкалум | 7–10 | 15–20 | 1.8x |
| Безги металл (316L) | <0.5 | 50+ | 3.2x |
Барабардамдык маалыматтар Сычуан өрөөнүндөгү өнөр жай зоналарындагы чындыктағы иштөө өнүгүшүн көрсөтөт (2024-жыл). Эгерде нержелүү болот узак мөөнөткө салонго турган төзүмдүүлүктү камсыз кылса, анын жогорку баасы анын тармактык колдонулушун оправданат — айрыкча бурулуштарда, бириктирүүлөрдө жана суу агызып чыгаруу чекиттеринде, анда бузулуш курчагы эң жогорку.
Атмосфералык коррозияга төзүмдүү болоттун чектөөлөрү: Термелүү түзүлүшүнүн пайда болушу туруктуу кислоталуу жамгырдын таасири астында иштебей калганда
Атмосферага төзүмдүү болоттун таасири анын туруктуу кызгылт чопо табакчасынын пайда болушуна көп таянып турат, бул табакча pH деңгээли туруктуу төмөн болгондо бузулуп кетет. Чөйрөнүн pH деңгээли 4,0 дан төмөн түшкөндө, күкүрт кислотасы коргоочу оксид табакчасынын пайда болушун токтотуп, башталган коррозия продукттарын жеп кетет. 2023-жылы Чунцин шаарында өткөрүлгөн Атмосфералык изилдөөнүн натыйжасында, коррозиянын темпи жылына 25 микрометрден ашып кетет, бул нейтралдуу чөйрөдөгү коррозия темпине — жылына 5–8 микрометрге салыштырғанда, ушунчалык жогору. Бул атмосферага төзүмдүү кушулмаларга мышьяк жана фосфор кошулса да, алар кислота менен насычылган чөйрөгө каршы чыда албайт. Алардын ордуна коррозия локалдык коргоочу аймактардын пайда болушу ордуна беттин бүткүл бети боюнча постепенно жонгойт. Көп жаан-чачын түшүп, кислоталуу шарттар таралган аймактарда жайгашкан имараттар же конструкциялар үчүн кошумча эпоксиддик сырларды колдонуу дээрлик милдеттүү болуп саналат. Бул талап атмосферага төзүмдүү болоттун негизги артыкчылыктарынын бирин — туруктуу күтүүгө муктаж болбогон, төзүмдүү жана аз күтүү талап кылган материалдын — жок кылат.
Башкы конструкциялык башкаруу үчүн жогорку сапаттуу коргогон токойлор
Көп катмардуу токойлор: цинк-байткан баштапкы токойлор + эпоксиддик/полиуретандык жогорку токойлор — талаа изилдөөлөрүндө текшерилген узак мөөнөттүүлүк
Кислотдук жамгырга дуушар болгон болот конструкциялар үчүн көп катмарлуу боялган системалар жылдар бою испытаниялардан өткөн жана чыныгы шарттарда колдонулгандан кийин негизги тандоо болуп калды. Цинк бай баштапкы боялган катмар болотко чейин коррозияга учурап, ага каршы коргоо катмары болуп иштейт. Андан кийин эпоксиддик ортоңку катмар суу жана кислота өтүшүнө каршы «кирпичтен жасалган дубал» сымал иштейт. Акыркысы — полиуретан баштапкы боялган катмар УФ-нурланууга, күндөлүк тийиштөн пайда болгон издерге жана химиялык заттарга каршы туруу үчүн колдонулат. Гуаньдун, Чунцин жана Сычуань өрөөнүндөгү талаа натыйжаларына караганда, бул боялган катмарлар pH деңгээли 4,5 төмөн түшкөндө да жакында 20 жыл бою төзүмдүүлүгүн сактайт. Бул бир катмарлуу боялган варианттарга караганда (аларды кээде чыгыштын үчүн колдонушат) жакында үч эсе жакшы. Жалпысынан, бетти даярдоо да өтө маанилүү. Биз Сычуань өрөөнүндө беттер ISO 8501 стандартында көрсөтүлгөн Sa 2,5 деңгээлинде тазаланбаган учурда проблемалар көп өтпөй гана пайда болот — чындыгында, алар 80% иштеп чыгышы тезирээк. Башка бир жакшы өзгөчөлүк — бул боялган катмарлар кичинекей цараптарды кандайдыр бир даражада өзүнчө түзөтө алат, бул узак мөөнөттүү коргоо жана аз санда техникалык кызмат көрсөтүүнү талап кылат; жалпысынан, бул караңгылыктын 40–60% га чейин төлөмдөрдү төмөндөт.
Кийинки муунанын нанополимердик жабыктыруулары: Өзүн-өзү түзөтүүчү кремний-эпоксид гибриддери (NIST 2023-жылдын тастыктоосу)
Кремний-эпоксиддик нанополимердик сырьёлор түзүлүштөрдүн коррозиядан коргоосуна жаңы ыкма киргизип жатат, анткени алар даими кислоталуу жамгырдын таасири астында болгон челик түзүлүштөрдү коргоо үчүн колдонулат. Алардын айырмаланган өзгөчөлүгү — микрокапсулаланган агенттер менен камсыз кылынган ичке оңойлоочу механизм, бул агенттер үч күндөн ичинде өзүнчө майда трещиналарды токтотот. Бул өзүнчө оңойлоочу касиет түзүлүштөр сууга тийгендеги жана кургагандагы циклдерге туруктуу болгондой эле кислоталуу шарттарга чыдамдуу болгондо да коргоочу катмардын бүтүндүгүн сактап турат. Өткөн жылы NIST тарабынан өткөрүлгөн сыноолорго ылайык, бул сырьёлор 5000 сааттан ашык убакыт боюнча сыноолорго подвергнуто болгондо коррозияны 97% деңгээлде токтоткон. Бул көрсөткүч адаттагы эпоксиддик сырьёлорго караганда жакшылыгы үч эсе жогору. Артыкчылыгы — нанокомпозиттүү структурасы, ал материалдын бардык бөлүгүндө тыгыз кесилүүлөрдүн аркасында кислотанын өтүшүн 90% га чейин төмөндөтөт. Ошондой эле, силикон кошулуу беттин сууга чыдамдуулугун жогорулатат жана нымдын таасиринен сактап турат. Гуаньдун провинциясындагы өнөрөлүк аймактарда жүргүзүлгөн реалдуу сыноолордо сегиз жыл бою иштегенден кийин изилдөөлөрдүн белгилери жок болгон, бул сырьёлордун алмаштырууга дейин 35 жылга чейин пайдаланууга болот деген расмий маалыматты тастыктайт. Башка бир үлкөн артыкчылыгы — алардын күтүшү өтө жөнөкөй. Жергиликтүү түзөтүүлөр традициондук ыкмаларга караганда көп убакыт жана каражат талап кылбайт, компаниялар толук кайра сырьёлоого кетирген чыгымдардын жарымын экономиялайт.
Көп берилүүчү суроолор
Кислотдук жамгыр деген эмне жана ал неге темир-бетон конструкцияларга таасир этет?
Кислотдук жамгыр — бул күкүрт жана азот кислоталарынын аралашмаларын камтыган жамгыр суусу. Бул кислоталар ластыруудан пайда болот жана электрхимиялык реакциялар аркылуу темир-бетон конструкциялардын коррозиясын тездетет.
Темир-бетон конструкцияларга кислотдук жамгырдын эң катаң таасири кайсы региондордо байкалат?
Гуаньдун, Чунцин жана Сычуань өрөөнү сыяктуу ластыруу деңгээли жогорку региондордо кислотдук жамгырдын таасири менен коррозиядан эң көп зарар көрүшөт.
Кислотдук шарттарда колдонууга кайсы материалдар кепилдик берилет?
Кислотдук шарттарга чыдамдуулугу үчүн 316L маркасындагы коррозияга чыдамдуу болот, Цинкалум жана көп катмарлуу коргоо каптамалары сунушталат.
Илгерилеген каптамалар коррозияга каршы какоо иштейт?
Силика-эпоксид нанополимерлер сыяктуу илгерилеген каптамалар кислотанын өтүшүнө жана коррозияга каршы туруктуу коргоо берүү үчүн өзүн-өзү түзөтүүчү механизмдерди жана тыгыз молекулярдык структураларды колдонот.