गर्तन-संक्षरण: Difference between revisions

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{{Short description|Form of insidious localized corrosion in which a pit develops at the anode site}}
{{Short description|Form of insidious localized corrosion in which a pit develops at the anode site}}
[[File:Nandu River Iron Bridge corrosion - 03.jpg|thumb|[[आयरन ब्रिज नदी पर]] ([[हैनान]] प्रांत, चीन) के ट्रस बीम पर [[क्लोराइड]] आयनों के कारण होने वाली गंभीर गर्तन संक्षारण की समस्या एक धातु तत्व के पूर्ण रूप से टूटने की ओर ले जाती है।]]गर्तन संक्षारण, या गर्तन, अत्यधिक स्थानीय संक्षारण का एक रूप है जो धातु में छोटे छिद्रों के यादृच्छिक निर्माण की ओर जाता है। गर्तन संक्षारण के लिए परिचालन शक्ति एक छोटे से क्षेत्र का विनिश्चेष्टन (रसायन विज्ञान) है, जो [[एनोड|धनाग्र]] (ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया) बन जाती है, जबकि एक अज्ञात लेकिन संभावित रूप से विशाल क्षेत्र [[कैथोड|ऋणाग्र]] (कमी प्रतिक्रिया) बन जाता है, जिससे बहुत ही स्थानीय [[बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग|गैल्वेनी संक्षारण]] हो जाती है। संक्षारण आयनों के सीमित प्रसार के साथ धातु के द्रव्यमान में प्रवेश करता है।
[[File:Nandu River Iron Bridge corrosion - 03.jpg|thumb|[[आयरन ब्रिज नदी पर]] ([[हैनान]] प्रांत, चीन) के ट्रस बीम पर [[क्लोराइड]] आयनों के कारण होने वाली गंभीर गर्तन संक्षारण की समस्या एक धातु तत्व के पूर्ण रूप से टूटने की ओर ले जाती है।]]गर्तन संक्षारण, या गर्तन, अत्यधिक स्थानीय संक्षारण का एक रूप है जो धातु में छोटे छिद्रों का याच्छिक निर्माण होता है। गर्तन संक्षारण के लिए परिचालन शक्ति एक छोटे से क्षेत्र का विनिश्चेष्टन (रसायन विज्ञान) है, जो [[एनोड|धनाग्र]] (ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया) बन जाती है, जबकि एक अज्ञात लेकिन संभावित रूप से विशाल क्षेत्र [[कैथोड|ऋणाग्र]] (कमी प्रतिक्रिया) बन जाता है, जिससे बहुत ही स्थानीय [[बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग|गैल्वेनी संक्षारण]] हो जाती है। संक्षारण आयनों के सीमित प्रसार के साथ धातु के द्रव्यमान में प्रवेश करता है।


एक और शब्द उत्पन्न होता है, गर्तन कारक, जिसे सबसे गहरे गर्तक की गहराई के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है (जिसके परिणामस्वरूप क्षरण होता है) औसत पैठ के लिए, जिसकी गणना भार घटाने के आधार पर की जा सकती है।
एक और शब्द उत्पन्न होता है, गर्तन कारक, जिसे सबसे गहरे गर्तक की गहराई के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है (जिसके परिणामस्वरूप क्षरण होता है) औसत पैठ के लिए, जिसकी गणना भार घटाने के आधार पर की जा सकती है।


== गर्तन का विकास और गतिविज्ञान ==
== गर्तन का विकास और गतिविज्ञान ==
फ्रेंकल (1998) के अनुसार, जिन्होंने गर्तन संक्षारण की समीक्षा की, यह लगातार तीन चरणों में विकसित होता है: {{nobreak|(1) प्रारंभन}} (या[[ केंद्रक | केंद्रक]]) धातु की सतह को ऑक्सीकरण से बचाने वाली निष्क्रिय फिल्म के टूटने से, (2) मितस्थायी गर्तक की वृद्धि (माइक्रोन मापक्रम तक बढ़ रही है और फिर पुनर्संयोजन), और (3) बड़े और स्थिर गर्तक की वृद्धि।<ref name="Frankel_1998">{{Cite journal| last = Frankel| first = G. S.| date = 1998-06-01| title = धातुओं का क्षरण: महत्वपूर्ण कारकों की समीक्षा| journal = Journal of the Electrochemical Society| volume = 145| issue = 6| pages = 2186–2198| accessdate = 2022-02-12| doi = 10.1149/1.1838615| bibcode = 1998JElS..145.2186F| hdl = 1811/45442| issn = 1945-7111| url = https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.1838615| hdl-access = free}}</ref>
फ्रेंकल (1998) के अनुसार, जिन्होंने गर्तन संक्षारण की समीक्षा की, यह लगातार तीन चरणों में विकसित होता है: {{nobreak|(1) प्रारंभन}} (या[[ केंद्रक | केंद्रक]]) धातु की सतह को ऑक्सीकरण से बचाने वाली निष्क्रिय पट्टिका के टूटने से, (2) मितस्थायी गर्तक की वृद्धि (माइक्रोन मापक्रम तक बढ़ रही है और फिर पुनर्संयोजन), और (3) बड़े और स्थिर गर्तक की वृद्धि होती है।<ref name="Frankel_1998">{{Cite journal| last = Frankel| first = G. S.| date = 1998-06-01| title = धातुओं का क्षरण: महत्वपूर्ण कारकों की समीक्षा| journal = Journal of the Electrochemical Society| volume = 145| issue = 6| pages = 2186–2198| accessdate = 2022-02-12| doi = 10.1149/1.1838615| bibcode = 1998JElS..145.2186F| hdl = 1811/45442| issn = 1945-7111| url = https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.1838615| hdl-access = free}}</ref>


समय के एक फलन के रूप में गर्तक के घनत्व (प्रति सतह क्षेत्र में गर्तक की संख्या) का विकास एक [[रसद समारोह|रसद फलन]] वक्र, या एक [[अतिशयोक्तिपूर्ण स्पर्शरेखा]] के विशिष्ट आकार के साथ एक अवग्रहरूपी वक्र का अनुसरण करता है)।<ref name="Guo_2018">{{Cite journal| last1 = Guo| first1 = Peng| last2 = La Plante| first2 = Erika Callagon| last3 = Wang| first3 = Bu| last4 = Chen| first4 = Xin| last5 = Balonis| first5 = Magdalena| last6 = Bauchy| first6 = Mathieu| last7 = Sant| first7 = Gaurav| date = 2018-05-22| title = नैनो-टू-माइक्रो-स्केल पर कार्बन स्टील सतहों पर क्षरण के विकास का प्रत्यक्ष अवलोकन| journal = Scientific Reports| volume = 8| issue = 1| pages = 7990| doi = 10.1038/s41598-018-26340-5| pmid = 29789654| pmc = 5964123| bibcode = 2018NatSR...8.7990G| issn = 2045-2322}}</ref> गुओ एट अल। (2018), नैनो-से-सूक्ष्म-मापक्रम पर कार्बन इस्पात सतहों पर देखे गए सैकड़ों अलग-अलग गर्तक के सांख्यिकीय विश्लेषण के बाद, गर्तन संक्षारण के तीन चरणों को अलग करें: प्रेरण, प्रचार और संतृप्ति।<ref name="Guo_2018" />
समय के एक फलन के रूप में गर्तक के घनत्व (प्रति सतह क्षेत्र में गर्तक की संख्या) का विकास एक [[रसद समारोह|रसद फलन]] वक्र, या एक [[अतिशयोक्तिपूर्ण स्पर्शरेखा]] के विशिष्ट आकार के साथ एक अवग्रहरूपी वक्र का अनुसरण करता है)।<ref name="Guo_2018">{{Cite journal| last1 = Guo| first1 = Peng| last2 = La Plante| first2 = Erika Callagon| last3 = Wang| first3 = Bu| last4 = Chen| first4 = Xin| last5 = Balonis| first5 = Magdalena| last6 = Bauchy| first6 = Mathieu| last7 = Sant| first7 = Gaurav| date = 2018-05-22| title = नैनो-टू-माइक्रो-स्केल पर कार्बन स्टील सतहों पर क्षरण के विकास का प्रत्यक्ष अवलोकन| journal = Scientific Reports| volume = 8| issue = 1| pages = 7990| doi = 10.1038/s41598-018-26340-5| pmid = 29789654| pmc = 5964123| bibcode = 2018NatSR...8.7990G| issn = 2045-2322}}</ref> गुओ एट अल। (2018), नैनो-से-सूक्ष्म-मापक्रम पर कार्बन इस्पात सतहों पर देखे गए सैकड़ों अलग-अलग गर्तक के सांख्यिकीय विश्लेषण के बाद, गर्तन संक्षारण के तीन चरणों में अंतर करते हैं: प्रेरण, प्रचार और संतृप्ति।<ref name="Guo_2018" />
== तंत्र ==
== तंत्र ==
गर्तक के गठन को अनिवार्य रूप से दो चरणों वाली प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है: विकास के बाद केंद्रक है।
गर्तक के गठन को अनिवार्य रूप से दो चरणों वाली प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है: विकास के बाद केंद्रक है।


=== सुरक्षात्मक परत की निष्क्रियता ===
=== सुरक्षात्मक परत की निष्क्रियता ===
गर्तक केंद्रक की प्रक्रिया धातु क्रियाधार को आक्रामक समाधान से अलग करने वाली सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के निष्क्रियता (रसायन विज्ञान) द्वारा प्रारम्भ की जाती है। सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत का विनिक्षेपण गर्तन संक्षारण में कम ठीक से समझा जाने वाला कदम है और इसकी बहुत ही स्थानीय और यादृच्छिक उपस्थिति संभवतः इसकी सबसे गूढ़ विशेषता है। यांत्रिक या भौतिक क्षति सुरक्षात्मक परत को स्थानीय रूप से बाधित कर सकती है। आधार धातु सामग्री में पहले से उपस्थित पारदर्शी दोष, या अशुद्धता समावेशन भी न्यूक्लियेशन बिन्दु (विशेष रूप से धातु सल्फाइड समावेशन) के रूप में काम कर सकते हैं। समाधान और धातु की प्रकृति, या मिश्र धातु संरचना में प्रचलित रासायनिक स्थितियां भी महत्वपूर्ण कारक हैं जिन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए। निष्क्रियता प्रक्रिया की व्याख्या करने के लिए कई सिद्धांतों को विस्तृत किया गया है। क्लोराइड जैसे शक्तिहीन या शक्तिशालि [[लिगेंड|संलग्नी]] गुणों वाले आयन ({{chem|Cl|-}}) और [[थायोसल्फेट]] ({{chem|S|2|O|3|2-}}) क्रमशः धातु के पिंजरों को जटिल कर सकते हैं (Me<sup>n+</sup>) सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में उपस्थित होते हैं और इसलिए इसके स्थानीय विघटन में योगदान करते हैं। क्लोराइड आयन भी [[हाइड्रोक्साइड आयन]] ({{chem|OH|-}}) के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं ऑक्साइड परत पर सोखने के लिए और सरंध्रता या ऑक्साइड परत के पारदर्शी जाली में फैलाना प्रारम्भ करें। अंत में, डिग्बी मैकडोनाल्ड द्वारा विस्तृत बिंदु-दोष प्रतिरूप के अनुसार, ऑक्साइड परत के अंदर पारदर्शी दोषों का प्रवास इसके यादृच्छिक स्थानीय गायब होने की व्याख्या कर सकता है।<ref name="Macdonald_1992">{{Cite journal| pages = 3434–3449| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 1992-12-01| title = निष्क्रिय अवस्था के लिए बिंदु दोष मॉडल| journal = Journal of the Electrochemical Society| volume = 139| issue = 12| doi = 10.1149/1.2069096| bibcode = 1992JElS..139.3434M| issn = 1945-7111| accessdate = 2022-02-13| url = https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.2069096/meta}}</ref><ref name="Macdonald_2011">{{Cite journal| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 2011-01-15| title = द हिस्ट्री ऑफ द प्वाइंट डिफेक्ट मॉडल फॉर पैसिव स्टेट: ए ब्रीफ रिव्यू ऑफ द फिल्म ग्रोथ आस्पेक्ट्स| series = Advances in Corrosion Science for Lifetime Prediction and Sustainability. Selection of papers from the 8th ISE Spring Meeting 2-5 May 2010, Columbus, OH, USA| journal = Electrochimica Acta| volume = 56| issue = 4| pages = 1761–1772| doi = 10.1016/j.electacta.2010.11.005| issn = 0013-4686| accessdate = 2022-02-13| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001346861001515X}}</ref><ref name="Macdonald_2012">{{Cite journal| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 2012-03-01| title = निष्क्रियता में कुछ व्यक्तिगत रोमांच-फिल्म विकास के लिए बिंदु दोष मॉडल की समीक्षा| journal = Russian Journal of Electrochemistry| volume = 48| issue = 3| pages = 235–258| doi = 10.1134/S1023193512030068| s2cid = 96662065| issn = 1608-3342| accessdate = 2022-02-13| url = https://doi.org/10.1134/S1023193512030068}</ref> बिंदु-दोष प्रतिरूप का मुख्य हित गर्तन संक्षारण प्रक्रिया के [[ स्टोकेस्टिक |प्रसंभाव्य]] चरित्र की व्याख्या करना है।
गर्तक केंद्रक की प्रक्रिया धातु क्रियाधार को आक्रामक समाधान से अलग करने वाली सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के निष्क्रियता (रसायन विज्ञान) द्वारा प्रारम्भ की जाती है। सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत का विनिक्षेपण गर्तन संक्षारण में कम ठीक से समझा जाने वाला कदम है और इसकी बहुत ही स्थानीय और यादृच्छिक उपस्थिति संभवतः इसकी सबसे गूढ़ विशेषता है। यांत्रिक या भौतिक क्षति सुरक्षात्मक परत को स्थानीय रूप से बाधित कर सकती है। आधार धातु सामग्री में पहले से उपस्थित पारदर्शी दोष, या अशुद्धता समावेशन भी केंद्रक बिन्दु (विशेष रूप से धातु सल्फाइड समावेशन) के रूप में काम कर सकते हैं। समाधान और धातु की प्रकृति, या मिश्र धातु संरचना में प्रचलित रासायनिक स्थितियां भी महत्वपूर्ण कारक हैं जिन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए। निष्क्रियता प्रक्रिया की व्याख्या करने के लिए कई सिद्धांतों को विस्तृत किया गया है। क्लोराइड जैसे शक्तिहीन या शक्तिशालि [[लिगेंड|संलग्नी]] गुणों वाले आयन ({{chem|Cl|-}}) और [[थायोसल्फेट]] ({{chem|S|2|O|3|2-}}) क्रमशः धातु के पिंजरों को जटिल कर सकते हैं (Me<sup>n+</sup>) सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में उपस्थित होते हैं और इसलिए इसके स्थानीय विघटन में योगदान करते हैं। क्लोराइड आयन भी [[हाइड्रोक्साइड आयन]] ({{chem|OH|-}}) के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं ऑक्साइड परत पर सोखने के लिए और सरंध्रता या ऑक्साइड परत के पारदर्शी जाली में फैलाना प्रारम्भ करें। अंत में, डिग्बी मैकडोनाल्ड द्वारा विस्तृत बिंदु-दोष प्रतिरूप के अनुसार, ऑक्साइड परत के अंदर पारदर्शी दोषों का प्रवास इसके यादृच्छिक स्थानीय गायब होने की व्याख्या कर सकता है।<ref name="Macdonald_1992">{{Cite journal| pages = 3434–3449| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 1992-12-01| title = निष्क्रिय अवस्था के लिए बिंदु दोष मॉडल| journal = Journal of the Electrochemical Society| volume = 139| issue = 12| doi = 10.1149/1.2069096| bibcode = 1992JElS..139.3434M| issn = 1945-7111| accessdate = 2022-02-13| url = https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1.2069096/meta}}</ref><ref name="Macdonald_2011">{{Cite journal| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 2011-01-15| title = द हिस्ट्री ऑफ द प्वाइंट डिफेक्ट मॉडल फॉर पैसिव स्टेट: ए ब्रीफ रिव्यू ऑफ द फिल्म ग्रोथ आस्पेक्ट्स| series = Advances in Corrosion Science for Lifetime Prediction and Sustainability. Selection of papers from the 8th ISE Spring Meeting 2-5 May 2010, Columbus, OH, USA| journal = Electrochimica Acta| volume = 56| issue = 4| pages = 1761–1772| doi = 10.1016/j.electacta.2010.11.005| issn = 0013-4686| accessdate = 2022-02-13| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001346861001515X}}</ref><ref name="Macdonald_2012">{{Cite journal| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 2012-03-01| title = निष्क्रियता में कुछ व्यक्तिगत रोमांच-फिल्म विकास के लिए बिंदु दोष मॉडल की समीक्षा| journal = Russian Journal of Electrochemistry| volume = 48| issue = 3| pages = 235–258| doi = 10.1134/S1023193512030068| s2cid = 96662065| issn = 1608-3342| accessdate = 2022-02-13| url = https://doi.org/10.1134/S1023193512030068}</ref> बिंदु-दोष प्रतिरूप का मुख्य हित गर्तन संक्षारण प्रक्रिया के [[ स्टोकेस्टिक |प्रसंभाव्य]] चरित्र की व्याख्या करना है।


=== गर्तक विकास ===
=== गर्तक विकास ===
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धातु की उजागर सतह के संपर्क में अम्लीय पानी ([[पीएच|pH]] <7) में घुले वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा लोहे, या [[कार्बन स्टील|कार्बन इस्पात]] के क्षरण की स्तिथि में, क्रमशः धनाग्र और ऋणाग्र क्षेत्र में होने वाली प्रतिक्रियाएं निम्नानुसार लिखी जा सकती हैं:
धातु की उजागर सतह के संपर्क में अम्लीय पानी ([[पीएच|pH]] <7) में घुले वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा लोहे, या [[कार्बन स्टील|कार्बन इस्पात]] के क्षरण की स्तिथि में, क्रमशः धनाग्र और ऋणाग्र क्षेत्र में होने वाली प्रतिक्रियाएं निम्नानुसार लिखी जा सकती हैं:


: <U>धनाग्र</U>: आयरन का [[ रिडॉक्स ]]: 2 ({{chem2|Fe -> Fe(2+) + 2e-}})
: <U>धनाग्र</U>: लोहे का ऑक्सीकरण: 2 ({{chem2|Fe -> Fe(2+) + 2e-}})
:ऋणाग्र: ऑक्सीजन का अपोपचयन: {{chem2|O2 + 4H+ + 4e- -> 2 H2O}}
:ऋणाग्र: ऑक्सीजन का अपोपचयन: {{chem2|O2 + 4H+ + 4e- -> 2 H2O}}
:वैश्विक अपोपचयन प्रतिक्रिया: {{chem2| 2 Fe + O2 + 4 H+ -> 2 Fe(2+) + 2 H2O}}
:वैश्विक अपोपचयन प्रतिक्रिया: {{chem2| 2 Fe + O2 + 4 H+ -> 2 Fe(2+) + 2 H2O}}
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तटस्थ से क्षारीय स्थितियों (pH> 7) के अंतर्गत, ऊपर दी गई अपोपचयन प्रतिक्रियाओं का सम्मुच्चय निम्नलिखित हो जाता है:
तटस्थ से क्षारीय स्थितियों (pH> 7) के अंतर्गत, ऊपर दी गई अपोपचयन प्रतिक्रियाओं का सम्मुच्चय निम्नलिखित हो जाता है:


: <U>धनाग्र</U>: आयरन का अपोपचयन: 2 ({{chem2|Fe -> Fe(2+) + 2e-}})
: <U>धनाग्र</U>: लोहे का अपोपचयन: 2 ({{chem2|Fe -> Fe(2+) + 2e-}})
:ऋणाग्र: ऑक्सीजन का अपोपचयन: {{chem2|O2 + 2 H2O + 4e- -> 4 OH-}}
:ऋणाग्र: ऑक्सीजन का अपोपचयन: {{chem2|O2 + 2 H2O + 4e- -> 4 OH-}}
:वैश्विक अपोपचयन प्रतिक्रिया: {{chem2| 2 Fe + O2 + 2 H2O -> 2 Fe(OH)2}}
:वैश्विक अपोपचयन प्रतिक्रिया: {{chem2| 2 Fe + O2 + 2 H2O -> 2 Fe(OH)2}}


Fe(OH)2 (हरा रतुआ) का अवक्षेपण भी अभिक्रिया को दायीं ओर ले जाने में योगदान कर सकता है। हालाँकि, की [[घुलनशीलता]] {{chem2|Fe(OH)2}} ({{chem2|Fe(2+)}}) अपेक्षाकृत अधिक है (~ 100 गुना {{chem2|Fe(3+)}}), लेकिन {{chem2|OH-}} के साथ सामान्य आयन प्रभाव के कारण pH बढ़ने पर दृढ़ता से घटता है .
Fe(OH)2 (हरा रतुआ) का अवक्षेपण भी अभिक्रिया को दायीं ओर ले जाने में योगदान कर सकता है। हालाँकि, {{chem2|Fe(OH)2}} ({{chem2|Fe(2+)}}) की [[घुलनशीलता]] अपेक्षाकृत अधिक (~ 100 गुना {{chem2|Fe(3+)}}) है, लेकिन {{chem2|OH-}} के साथ सामान्य आयन प्रभाव के कारण pH बढ़ने पर दृढ़ता से घटता है .


ऊपर दिए गए दो उदाहरणों में:<br />– लोहा एक अपचायक है जो ऑक्सीकृत होने के दौरान इलेक्ट्रॉन (अतिसूक्ष्म परमाणु) देता है।<br />- ऑक्सीजन एक अपचायक है जो कम होने के दौरान इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करता है।
ऊपर दिए गए दो उदाहरणों में:<br />– लोहा एक अपचायक है जो ऑक्सीकृत होने के दौरान इलेक्ट्रॉन (अतिसूक्ष्म परमाणु) देता है।<br />- ऑक्सीजन एक अपचायक है जो कम होने के दौरान इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करता है।
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धनाग्रिक और ऋणाग्रिक क्षेत्र के बनने से प्रभावित धातु की सतह पर एक विद्युत् रासायनिक सेल (यानी एक छोटी [[ बिजली की बैटरी |बिजली की बैटरी]]) बनती है। [[गिब्स मुक्त ऊर्जा]] (ΔG) में अंतर प्रतिक्रिया को चलाता है क्योंकि ΔG ऋणात्मक है और [[एन्ट्रापी]] (ΔG = ΔH - TΔS) को बढ़ाते हुए प्रणाली ऊर्जा ([[तापीय धारिता]], ΔH < 0) जारी करता है।
धनाग्रिक और ऋणाग्रिक क्षेत्र के बनने से प्रभावित धातु की सतह पर एक विद्युत् रासायनिक सेल (यानी एक छोटी [[ बिजली की बैटरी |बिजली की बैटरी]]) बनती है। [[गिब्स मुक्त ऊर्जा]] (ΔG) में अंतर प्रतिक्रिया को चलाता है क्योंकि ΔG ऋणात्मक है और [[एन्ट्रापी]] (ΔG = ΔH - TΔS) को बढ़ाते हुए प्रणाली ऊर्जा ([[तापीय धारिता]], ΔH < 0) जारी करता है।


घुलित [[आयन]]ों का परिवहन संक्षारक धातु के संपर्क में जलीय घोल में होता है जबकि इलेक्ट्रॉनों को धनाग्र से ले जाया जाता है ({{e-}} दे रहा है) ऋणाग्र के लिए ({{e-}} स्वीकार करना) [[आधार धातु]] (विद्युत् सुचालक) के माध्यम से।
घुलित [[आयन]]ों का परिवहन संक्षारक धातु के संपर्क में जलीय घोल में होता है जबकि इलेक्ट्रॉनों को धनाग्र से ({{e-}} दे रहा है) ऋणाग्र के लिए ({{e-}} स्वीकार करना) [[आधार धातु]] (विद्युत् सुचालक) के माध्यम से ले जाया जाता है।


सकारात्मक धातु के पिंजरों का स्थानीय उत्पादन (Me<sup>n+</sup>, Fe<sup>2+</sup> यहाँ ऊपर के उदाहरण में) गर्तक में (ऑक्सीकरण: धनाग्र) सकारात्मक आवेशों की एक स्थानीय अधिकता देता है जो नकारात्मक आयनों (जैसे, अत्यधिक मोबाइल क्लोराइड {{chem|Cl|-}}आयनों) को आसपास के इलेक्ट्रोलाइट से गर्तक में जलीय घोल में आयन प्रजातियों की विद्युत उदासीनता बनाए रखने के लिए आकर्षित करता है। गर्तक में धातु (Me) विरंजक (MeCl<sub>n</sub>) जो पानी के साथ जलापघटन से संबंधित धातु हाइड्रॉक्साइड (Me(OH)<sub>n</sub>) का उत्पादन करता है), और n H<sup>+</sup> और n Cl<sup>-</sup> आयन, संक्षारण प्रक्रिया को तेज करते हैं।<ref name="subs_Pitt">{{Cite web |title=जंग लगना|work=substech.com |date=21 July 2015 |access-date=4 December 2020 |url= https://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=pitting_corrosion}}</ref>
सकारात्मक धातु के पिंजरों का स्थानीय उत्पादन (Me<sup>n+</sup>, Fe<sup>2+</sup> यहाँ ऊपर के उदाहरण में) गर्तक में (ऑक्सीकरण: धनाग्र) सकारात्मक आवेशों की एक स्थानीय अधिकता देता है जो नकारात्मक आयनों (जैसे, अत्यधिक मोबाइल क्लोराइड {{chem|Cl|-}}आयनों) को आसपास के इलेक्ट्रोलाइट से गर्तक में जलीय घोल में आयन प्रजातियों की विद्युत उदासीनता बनाए रखने के लिए आकर्षित करता है। गर्तक में धातु (Me) विरंजक (MeCl<sub>n</sub>) जो पानी के साथ जलापघटन से संबंधित धातु हाइड्रॉक्साइड (Me(OH)<sub>n</sub>) का उत्पादन करता है), और n H<sup>+</sup> और n Cl<sup>-</sup> आयन, संक्षारण प्रक्रिया को तेज करते हैं।<ref name="subs_Pitt">{{Cite web |title=जंग लगना|work=substech.com |date=21 July 2015 |access-date=4 December 2020 |url= https://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=pitting_corrosion}}</ref>
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: {{chem2|[FeCl complex]+ + 2 OH- -> Fe(OH)2 + Cl-}}
: {{chem2|[FeCl complex]+ + 2 OH- -> Fe(OH)2 + Cl-}}


इसलिए, जब विलयन में उपस्थित क्लोराइड आयन इस्पात की सतह के संपर्क में आते हैं, तो वे {{chem2|Fe(2+)}} के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इस्पात की सतह की रक्षा करने वाली निष्क्रिय परत और एक आयरन-क्लोराइड संकुल बनाती है। फिर, आयरन-क्लोराइड संकुल {{chem2|OH-}} इसके साथ प्रतिक्रिया करता है, पानी के पृथक्करण से उत्पन्न होने वाले आयन और [[ लौह हाइड्रोक्साइड |लौह हाइड्रोक्साइड ({{chem2|Fe(OH)2}})]] को अवक्षेपित करते हैं। क्लोराइड आयनों और नए को छोड़ते समय {{H+}} संक्षारण प्रक्रिया को जारी रखने के लिए उपलब्ध आयन है।
इसलिए, जब विलयन में उपस्थित क्लोराइड आयन इस्पात की सतह के संपर्क में आते हैं, तो वे {{chem2|Fe(2+)}} के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इस्पात की सतह की रक्षा करने वाली निष्क्रिय परत और एक लौह-क्लोराइड संकुल बनाती है। फिर, लौह-क्लोराइड संकुल {{chem2|OH-}} इसके साथ प्रतिक्रिया करता है, पानी के पृथक्करण से उत्पन्न होने वाले आयन और [[ लौह हाइड्रोक्साइड |लौह हाइड्रोक्साइड ({{chem2|Fe(OH)2}})]] को अवक्षेपित करते हैं। क्लोराइड आयनों और नए को छोड़ते समय {{H+}} संक्षारण प्रक्रिया को जारी रखने के लिए उपलब्ध आयन है।


गर्तक में, ऑक्सीजन की सघनता अनिवार्य रूप से शून्य होती है और सभी ऋणाग्रिक ऑक्सीजन प्रतिक्रियाएं गर्तक के बाहर धातु की सतह पर होती हैं। गर्तक धनाग्रिक (ऑक्सीकरण) और धातु के तेजी से विघटन का ठिकाना है।<ref>[https://www.princeton.edu/~maelabs/mae324/12/pitcorrosion.htm Princeton.edu], pitcorrosion.</ref> धातु संक्षारण दीक्षा प्रकृति में स्वोत्प्रेरक है, हालांकि इसका प्रसार नहीं है।
गर्तक में, ऑक्सीजन की सघनता अनिवार्य रूप से शून्य होती है और सभी ऋणाग्रिक ऑक्सीजन प्रतिक्रियाएं गर्तक के बाहर धातु की सतह पर होती हैं। गर्तक धनाग्रिक (ऑक्सीकरण) और धातु के तेजी से विघटन का ठिकाना है।<ref>[https://www.princeton.edu/~maelabs/mae324/12/pitcorrosion.htm Princeton.edu], pitcorrosion.</ref> धातु संक्षारण दीक्षा प्रकृति में स्वोत्प्रेरक है, हालांकि इसका प्रसार नहीं है।
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=== गर्तक में केशिका वैद्युतकणसंचलन ===
=== गर्तक में केशिका वैद्युतकणसंचलन ===
धनाग्रिक क्षेत्र में ऑक्सीकरण द्वारा जारी किए गए धनायनों द्वारा आबादी वाले गर्तक के अंदर समाधान विद्युत उदासीनता को बनाए रखने के लिए (जैसे, {{chem|Fe|2+}} इस्पात की स्तिथि में), आयनों को संकरे गर्तक के अंदर विस्थापित करने की आवश्यकता होती है। यह ध्यान देने योग्य है कि थायोसल्फेट की [[चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक)]] ({{chem|S|2|O|3|2-}}) और क्लोराइड ({{chem|Cl|-}}) इनके बाद ऋणायन सबसे अधिक होते हैं {{H+}} और {{OH-}} जलीय घोल में आयन। इसके अलावा, थियोसल्फेट आयनों की [[दाढ़ चालकता]] क्लोराइड आयनों की तुलना में भी अधिक है क्योंकि वे दो बार नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं (एक प्रोटॉन को स्वीकार करने के लिए कमजोर आधार अनिच्छुक)। केशिका वैद्युतकणसंचलन में, इस उत्तरार्द्ध से पहले थायोसल्फेट क्लोराइड और  निक्षालन की तुलना में तेजी से चलता है। दोनों आयनों की उच्च इलेक्ट्रोमोबिलिटी भी कई कारकों में से एक हो सकती है जो अन्य बहुत कम हानिकारक आयन प्रजातियों जैसे  {{chem2|SO4(2-)}} और {{chem2|NO3-}}. की तुलना में गर्तन जंग के लिए उनके हानिकारक प्रभाव की व्याख्या करती है।
धनाग्रिक क्षेत्र में ऑक्सीकरण द्वारा जारी किए गए धनायनों द्वारा आबादी वाले गर्तक के अंदर समाधान विद्युत उदासीनता को बनाए रखने के लिए (जैसे, {{chem|Fe|2+}} इस्पात की स्तिथि में), आयनों को संकरे गर्तक के अंदर विस्थापित करने की आवश्यकता होती है। यह ध्यान देने योग्य है कि थायोसल्फेट की [[चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक)]] ({{chem|S|2|O|3|2-}}) और क्लोराइड ({{chem|Cl|-}}) इनके बाद ऋणायन {{H+}} और {{OH-}} जलीय घोल में आयन सबसे अधिक होते हैं। इसके अलावा, थियोसल्फेट आयनों की [[दाढ़ चालकता]] क्लोराइड आयनों की तुलना में भी अधिक है क्योंकि वे दो बार नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं (एक प्रोटॉन को स्वीकार करने के लिए कमजोर आधार अनिच्छुक)। केशिका वैद्युतकणसंचलन में, इस उत्तरार्द्ध से पहले थायोसल्फेट क्लोराइड और  निक्षालन की तुलना में तेजी से चलता है। दोनों आयनों की उच्च इलेक्ट्रोमोबिलिटी भी कई कारकों में से एक हो सकती है जो अन्य बहुत कम हानिकारक आयन प्रजातियों जैसे  {{chem2|SO4(2-)}} और {{chem2|NO3-}}. की तुलना में गर्तन जंग के लिए उनके हानिकारक प्रभाव की व्याख्या करती है।


== अतिसंवेदनशील मिश्र और पर्यावरण की स्थिति ==
== अतिसंवेदनशील मिश्र और पर्यावरण की स्थिति ==
गर्तन संक्षारण को स्थानीय हमले से परिभाषित किया जाता है, जो कि माइक्रोन से लेकर मिलीमीटर तक व्यास में होता है, अन्यथा निष्क्रिय सतह में होता है और केवल विशिष्ट मिश्र धातु और पर्यावरणीय संयोजनों के लिए होता है। इस प्रकार का संक्षारण सामान्यतः उन मिश्रधातुओं में होता है जो कठोर (निष्क्रिय) ऑक्साइड फिल्म जैसे कि जंगरोधी इस्पात्स, निकल मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं द्वारा संरक्षित होती हैं, जिसमें क्लोराइड (Cl<sup>–</sup>) जैसी आक्रामक प्रजातियां होती हैं।<sup>-</sup>) या थायोसल्फेट्स (S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2–</sup>)। इसके विपरीत, मिश्र धातु/पर्यावरण संयोजन जहां निष्क्रिय फिल्म बहुत सुरक्षात्मक नहीं होती है, सामान्यतः गर्तन संक्षारण का उत्पादन नहीं करेगी। मिश्र धातु/पर्यावरण संयोजन के महत्व का एक अच्छा उदाहरण कार्बन इस्पात है। वातावरण में जहां pH मान 10 से कम है, कार्बन इस्पात निश्चेष्टक (रसायन विज्ञान) ऑक्साइड फिल्म नहीं बनाता है और क्लोराइड के अतिरिक्त पूरे सतह पर एक समान हमले का परिणाम होता है। हालांकि, 10 (क्षारीय) से अधिक pH पर ऑक्साइड सुरक्षात्मक होता है और क्लोराइड के अतिरिक्त क्षरण के कारण होता है।{{Citation needed|date=July 2020}}
गर्तन संक्षारण को स्थानीय हमले से परिभाषित किया जाता है, जो कि माइक्रोन से लेकर मिलीमीटर तक व्यास में होता है, अन्यथा निष्क्रिय सतह में होता है और केवल विशिष्ट मिश्र धातु और पर्यावरणीय संयोजनों के लिए होता है। इस प्रकार का संक्षारण सामान्यतः उन मिश्रधातुओं में होता है जो कठोर (निष्क्रिय) ऑक्साइड पट्टिका जैसे कि जंगरोधी इस्पात्स, निकल मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं द्वारा संरक्षित होती हैं, जिसमें क्लोराइड (Cl<sup>–</sup>) जैसी आक्रामक प्रजातियां होती हैं।<sup>-</sup>) या थायोसल्फेट्स (S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2–</sup>)। इसके विपरीत, मिश्र धातु/पर्यावरण संयोजन जहां निष्क्रिय पट्टिका बहुत सुरक्षात्मक नहीं होती है, सामान्यतः गर्तन संक्षारण का उत्पादन नहीं करेगी। मिश्र धातु/पर्यावरण संयोजन के महत्व का एक अच्छा उदाहरण कार्बन इस्पात है। वातावरण में जहां pH मान 10 से कम है, कार्बन इस्पात निश्चेष्टक (रसायन विज्ञान) ऑक्साइड पट्टिका नहीं बनाता है और क्लोराइड के अतिरिक्त पूरे सतह पर एक समान हमले का परिणाम होता है। हालांकि, 10 (क्षारीय) से अधिक pH पर ऑक्साइड सुरक्षात्मक होता है और क्लोराइड के अतिरिक्त क्षरण के कारण होता है।{{Citation needed|date=July 2020}}


क्लोराइड के अलावा, गर्तन में फंसे अन्य आयनों में थायोसल्फेट (S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2−</sup>), [[फ्लोराइड]]्स और आयोडाइड घुलित ऑक्सीजन की कम सांद्रता वाले स्थिर पानी की स्थिति भी गर्तन का पक्ष लेती है। थायोसल्फेट्स विशेष रूप से आक्रामक प्रजातियां हैं और आंशिक [[एसिड माइन ड्रेनेज|अम्ल भंड़ार निकास]] ({{chem2|FeS2}}, एक फेरस डाइसल्फ़ाइड), या आंशिक [[सल्फेट कम करने वाले सूक्ष्मजीव]], सल्फर-व्युत्पन्न यौगिकों को संभालने वाले कई उद्योगों में थायोसल्फेट्स संक्षारण के लिए एक चिंता का विषय हैं: सल्फाइड अयस्क प्रसंस्करण, तेल के कुएं और खट्टे तेल, [[क्राफ्ट पेपर]] उत्पादन संयंत्र, फोटोग्राफिक उद्योग, [[मेथियोनीन]] और [[लाइसिन]] कारखानों को परिवहन करने वाली नलिकालाइनें।
क्लोराइड के अलावा, गर्तन में फंसे अन्य आयनों में थायोसल्फेट (S<sub>2</sub>O<sub>3</sub><sup>2−</sup>), [[फ्लोराइड]]्स और आयोडाइड घुलित ऑक्सीजन की कम सांद्रता वाले स्थिर पानी की स्थिति भी गर्तन का पक्ष लेती है। थायोसल्फेट्स विशेष रूप से आक्रामक प्रजातियां हैं और आंशिक [[एसिड माइन ड्रेनेज|अम्ल भंड़ार निकास]] ({{chem2|FeS2}}, एक फेरस डाइसल्फ़ाइड), या आंशिक [[सल्फेट कम करने वाले सूक्ष्मजीव]], सल्फर-व्युत्पन्न यौगिकों को संभालने वाले कई उद्योगों में थायोसल्फेट्स संक्षारण के लिए एक चिंता का विषय हैं: सल्फाइड अयस्क प्रसंस्करण, तेल के कुएं और खट्टे तेल, [[क्राफ्ट पेपर]] उत्पादन संयंत्र, फोटोग्राफिक उद्योग, [[मेथियोनीन]] और [[लाइसिन]] कारखानों को परिवहन करने वाली नलिकालाइनें।
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{{See also|पोर्बेक्स आरेख}}
{{See also|पोर्बेक्स आरेख}}


हालांकि उपरोक्त उदाहरण में, ा जाता था, अनॉक्सी या कम करने वाली स्थितियों में गर्तन संक्षारण भी हो सकता है। दरअसल, सल्फर की बहुत हानिकारक कम प्रजातियां (H2S, HS− , S2− , S–S− , − S–S− , S0 और S 2 O'2− 3) केवल कम करने की स्थिति में ही निर्वाह कर सकता है।<ref name="Hesketh_2021">{{Cite journal| doi = 10.1016/j.corsci.2021.109265| issn = 0010-938X| volume = 182| pages = 109265| last1 = Hesketh| first1 = J.| last2 = Dickinson| first2 = E. J. F.| last3 = Martin| first3 = M. L.| last4 = Hinds| first4 = G.| last5 = Turnbull| first5 = A.| title = ऑयलफ़ील्ड ब्राइन में 316L स्टेनलेस स्टील के पिटिंग जंग पर H<sub>2</sub>S का प्रभाव| journal = Corrosion Science| date = 2021-04-15| pmid = 34267394| pmc = 8276138}}</ref> इसके अलावा, इस्पात और जंगरोधी इस्पात की स्तिथि में, कम करने की स्थिति सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (सघन γ-{{chem|Fe|2|O|3}}) के विघटन के लिए अनुकूल होती है। क्योंकि {{chem|Fe|2+}} {{chem|Fe|3+}}की तुलना में कहीं अधिक घुलनशील है, और इसलिए कम अपचायक स्थिति सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (दीक्षा, गर्तक के केंद्रक) के टूटने में योगदान करती है। अपचायक इस प्रकार अपचायक (क्रोमेट, नाइट्राइट) के संबंध में एक विरोधी प्रभाव डालते हैं जो संक्षारण अवरोधकों के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि सघन γ- {{chem|Fe|2|O|3}} के गठन के माध्यम से सुरक्षा करने वाली परत इस्पात रिपासिवेशन को प्रेरित किया जा सके। गर्तन संक्षारण इस प्रकार ऑक्सीकरण और कम करने की स्थिति दोनों के अंतर्गत हो सकता है और खराब ऑक्सीजन युक्त पानी में अंतर वातन, या सुखाने / गीले चक्रों द्वारा बढ़ सकता है।
हालांकि उपरोक्त उदाहरण में, अनॉक्सी या कम करने वाली स्थितियों में गर्तन संक्षारण भी हो सकता है। वस्तुत, सल्फर की बहुत हानिकारक कम प्रजातियां (H2S, HS− , S2− , S–S− , − S–S− , S0 और S 2 O'2− 3) केवल कम करने की स्थिति में ही निर्वाह कर सकता है।<ref name="Hesketh_2021">{{Cite journal| doi = 10.1016/j.corsci.2021.109265| issn = 0010-938X| volume = 182| pages = 109265| last1 = Hesketh| first1 = J.| last2 = Dickinson| first2 = E. J. F.| last3 = Martin| first3 = M. L.| last4 = Hinds| first4 = G.| last5 = Turnbull| first5 = A.| title = ऑयलफ़ील्ड ब्राइन में 316L स्टेनलेस स्टील के पिटिंग जंग पर H<sub>2</sub>S का प्रभाव| journal = Corrosion Science| date = 2021-04-15| pmid = 34267394| pmc = 8276138}}</ref> इसके अलावा, इस्पात और जंगरोधी इस्पात की स्तिथि में, कम करने की स्थिति सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (सघन γ-{{chem|Fe|2|O|3}}) के विघटन के लिए अनुकूल होती है। क्योंकि {{chem|Fe|2+}} {{chem|Fe|3+}}की तुलना में कहीं अधिक घुलनशील है, और इसलिए कम अपचायक स्थिति सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (दीक्षा, गर्तक के केंद्रक) के टूटने में योगदान करती है। अपचायक इस प्रकार अपचायक (क्रोमेट, नाइट्राइट) के संबंध में एक विरोधी प्रभाव डालते हैं जो संक्षारण अवरोधकों के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि सघन γ- {{chem|Fe|2|O|3}} के गठन के माध्यम से सुरक्षा करने वाली परत इस्पात रिनिश्चेष्टन को प्रेरित किया जा सके। गर्तन संक्षारण इस प्रकार ऑक्सीकरण और कम करने की स्थिति दोनों के अंतर्गत हो सकता है और खराब ऑक्सीजन युक्त पानी में अंतर वातन, या सुखाने / गीले चक्रों द्वारा बढ़ सकता है।


दृढ़ता से [[ शुभकामनाएं |अपचायक स्थित]] के अंतर्गत, पानी में घुलित ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, या जमीन के रंध्र जल में, ऋणाग्र पर [[इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता]] ([[ऑक्सीकरण एजेंट]]), जहां कमी होती है, ({{H+}}) पानी के ही प्रोटॉन हो सकते हैं, [[हाइड्रोजन सल्फाइड]] के प्रोटॉन ({{chem2|H2S}}), या पूर्व ऑक्सी वातावरण में गंभीर अम्ल खान जल निकासी की स्तिथि में अम्लीय परिस्थितियों में, फेरिक आयनों ({{chem|Fe|3+}}) को भंग कर दिया, जिन्हें बहुत शक्तिशाली ऑक्सीकारक के रूप में जाना जाता है। [[सल्फर चक्र]] (अम्ल माइन निकास के बाद संभवतः सल्फेट को कम करने वाले [[ जीवाणु |जीवाणु]] ) को खिलाने वाले सल्फर और रोगाण्वीय गतिविधि की हानिकारक कम प्रजातियों की उपस्थिति को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। कठोरता से अजैविक (अर्थात अकार्बनिक) संक्षारण प्रक्रिया सामान्यतः ऑक्सी परिस्थितियों की तुलना में अनॉक्सी परिस्थितियों में धीमी होती है, लेकिन बैक्टीरिया और [[ biofilm |बायोफिल्म]]्स की उपस्थिति गिरावट की स्थिति को बढ़ा सकती है और अप्रत्याशित समस्याओं का कारण बन सकती है। बहुत लंबी सेवा जीवन के साथ महत्वपूर्ण बुनियादी ढाँचे और धातु के घटक संक्षारण लगने के लिए अतिसंवेदनशील हो सकते हैं: उदाहरण के लिए धातु के कनस्तर और ओवरपैक का उद्देश्य काचकृत उच्च-स्तरीय रेडियोधर्मी अपशिष्ट (HLW) और परमाणु ईंधन खर्च करना और उन्हें जलरोध लिफाफे में गहरे भूगर्भीय भंडारों में हजारों वर्षों के दसवें हिस्से के लिए सीमित करना है।
दृढ़ता से [[ शुभकामनाएं |अपचायक स्थित]] के अंतर्गत, पानी में घुलित ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, या जमीन के रंध्र जल में, ऋणाग्र पर [[इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता]] ([[ऑक्सीकरण एजेंट]]), जहां कमी होती है, ({{H+}}) पानी के ही प्रोटॉन हो सकते हैं, [[हाइड्रोजन सल्फाइड]] के प्रोटॉन ({{chem2|H2S}}), या पूर्व ऑक्सी वातावरण में गंभीर अम्ल खान जल निकासी की स्तिथि में अम्लीय परिस्थितियों में, फेरिक आयनों ({{chem|Fe|3+}}) को भंग कर दिया, जिन्हें बहुत शक्तिशाली ऑक्सीकारक के रूप में जाना जाता है। [[सल्फर चक्र]] (अम्ल माइन निकास के बाद संभवतः सल्फेट को कम करने वाले [[ जीवाणु |जीवाणु]] ) को खिलाने वाले सल्फर और रोगाण्वीय गतिविधि की हानिकारक कम प्रजातियों की उपस्थिति को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। कठोरता से अजैविक (अर्थात अकार्बनिक) संक्षारण प्रक्रिया सामान्यतः ऑक्सी परिस्थितियों की तुलना में अनॉक्सी परिस्थितियों में धीमी होती है, लेकिन किटाणु और [[ biofilm |बायोपट्टिका]]्स की उपस्थिति गिरावट की स्थिति को बढ़ा सकती है और अप्रत्याशित समस्याओं का कारण बन सकती है। बहुत लंबी सेवा जीवन के साथ महत्वपूर्ण बुनियादी ढाँचे और धातु के घटक संक्षारण लगने के लिए अतिसंवेदनशील हो सकते हैं: उदाहरण के लिए धातु के कनस्तर और ओवरपैक का उद्देश्य काचकृत उच्च-स्तरीय रेडियोधर्मी अपशिष्ट (HLW) और परमाणु ईंधन खर्च करना और उन्हें जलरोध लिफाफे में गहरे भूगर्भीय भंडारों में हजारों वर्षों के दसवें हिस्से के लिए सीमित करना है।


== संक्षारण अवरोधक ==
== संक्षारण अवरोधक ==
{{Main|जंग अवरोधक}}
{{Main|जंग अवरोधक}}
विभिन्न प्रकार के संक्षारण अवरोधक उपस्थित हैं। उनमें से, [[क्रोमेट और डाइक्रोमेट|क्रोमेट (]]{{chem|CrO|4|2-}}[[क्रोमेट और डाइक्रोमेट|) और डाइक्रोमेट]] और [[ नाइट्राट |नाइट्राट]] ({{chem|NO|3|-}}) सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में निष्क्रियता की स्थिति को फिर से स्थापित करने के लिए पहली बार उपयोग किए गए थे। इस्पात के विशिष्ट स्तिथि में, {{chem2|Fe(2+)}} धनायन एक अपेक्षाकृत घुलनशील प्रजाति है, यह ऑक्साइड परत के विघटन के पक्ष में योगदान देता है जो अपनी निष्क्रियता खो देता है। निष्क्रियता को बहाल करने के लिए, सिद्धांत में घुलनशील द्विसंयोजी को परिवर्तित करके ऑक्साइड परत के विघटन को घुलनशील द्विसंयोजक Fe2+ धनायन को बहुत कम घुलनशील त्रिसंयोजी Fe3+ धनायन में परिवर्तित करके रोकना सम्मिलित है। यह दृष्टिकोण पासिवेशन (रसायन विज्ञान) [[ इस्पात |इस्पात]], [[अल्युमीनियम]], [[जस्ता]], [[कैडमियम]], तांबा, चांदी, [[टाइटेनियम]], [[मैगनीशियम]] और [[ विश्वास करना |टिन मिश्रधातु]] के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले [[क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग|क्रोमेट रूपांतरण लेप]] के आधार पर भी है।<ref name="busch2001">K.H. Jürgen, Buschow, Robert W. Cahn, Merton C. Flemings, Bernhard Ilschner, Edward J. Kramer, and  Subhash Mahajan (2001): ''Encyclopedia of Material – Science and Technology'', Elsevier, Oxford, UK.</ref>{{rp|p.1265}} <ref name="osbo2001">Joseph H Osborne (2001): "Observations on chromate conversion coatings from a sol–gel perspective". ''Progress in Organic Coatings'', volume 41, issue 4, pages 280-286. {{doi|10.1016/S0300-9440(01)00143-6}}</ref>
विभिन्न प्रकार के संक्षारण अवरोधक उपस्थित हैं। उनमें से, [[क्रोमेट और डाइक्रोमेट|क्रोमेट (]]{{chem|CrO|4|2-}}[[क्रोमेट और डाइक्रोमेट|) और डाइक्रोमेट]] और [[ नाइट्राट |नाइट्राट]] ({{chem|NO|3|-}}) सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में निष्क्रियता की स्थिति को फिर से स्थापित करने के लिए पहली बार उपयोग किए गए थे। इस्पात के विशिष्ट स्तिथि में, {{chem2|Fe(2+)}} धनायन एक अपेक्षाकृत घुलनशील प्रजाति है, यह ऑक्साइड परत के विघटन के पक्ष में योगदान देता है जो अपनी निष्क्रियता खो देता है। निष्क्रियता को बहाल करने के लिए, सिद्धांत में घुलनशील द्विसंयोजी को परिवर्तित करके ऑक्साइड परत के विघटन को घुलनशील द्विसंयोजक Fe2+ धनायन को बहुत कम घुलनशील त्रिसंयोजी Fe3+ धनायन में परिवर्तित करके रोकना सम्मिलित है। यह दृष्टिकोण निश्चेष्टन (रसायन विज्ञान) [[ इस्पात |इस्पात]], [[अल्युमीनियम]], [[जस्ता]], [[कैडमियम]], तांबा, चांदी, [[टाइटेनियम]], [[मैगनीशियम]] और [[ विश्वास करना |टिन मिश्रधातु]] के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले [[क्रोमेट रूपांतरण कोटिंग|क्रोमेट रूपांतरण लेप]] के आधार पर भी है।<ref name="busch2001">K.H. Jürgen, Buschow, Robert W. Cahn, Merton C. Flemings, Bernhard Ilschner, Edward J. Kramer, and  Subhash Mahajan (2001): ''Encyclopedia of Material – Science and Technology'', Elsevier, Oxford, UK.</ref>{{rp|p.1265}} <ref name="osbo2001">Joseph H Osborne (2001): "Observations on chromate conversion coatings from a sol–gel perspective". ''Progress in Organic Coatings'', volume 41, issue 4, pages 280-286. {{doi|10.1016/S0300-9440(01)00143-6}}</ref>


जैसा कि षट्संयोजी क्रोमेट एक ज्ञात कैन्सरजनी है, इसके जलीय बहिःस्राव को अब स्वतंत्र रूप से पर्यावरण में छोड़ा नहीं जा सकता है और पानी में स्वीकार्य इसकी अधिकतम सांद्रता बहुत कम है।
जैसा कि षट्संयोजी क्रोमेट एक ज्ञात कैन्सरजनी है, इसके जलीय बहिःस्राव को अब स्वतंत्र रूप से पर्यावरण में छोड़ा नहीं जा सकता है और पानी में स्वीकार्य इसकी अधिकतम सांद्रता बहुत कम है।
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== इतिहास और साहित्य ==
== इतिहास और साहित्य ==
[[ गंधक ]] लंबे समय से हानि में योगदान देने के लिए जाना जाता है। यह धातु संक्षारण, या ठोस गिरावट जैसी कई सामग्रियों के लिए सही है। [[ राजा लेअर |किंग लीयर]] में, [[शेक्सपियर]] कहते हैं:<ref name="Neville_2004">{{Cite journal| last = Neville| first = Adam| date = 2004-08-01| title = कंक्रीट पर सल्फेट के हमले की भ्रमित दुनिया| journal = Cement and Concrete Research| volume = 34| issue = 8| pages = 1275–1296| doi = 10.1016/j.cemconres.2004.04.004| issn = 0008-8846| accessdate = 2022-02-22| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008884604001620}</ref><blockquote>वहां नर्क है, वहां अंधेरा है,
[[ गंधक ]]लंबे समय से हानि में योगदान देने के लिए जाना जाता है। यह धातु संक्षारण, या ठोस गिरावट जैसी कई सामग्रियों के लिए सही है। [[ राजा लेअर |किंग लीयर]] में, [[शेक्सपियर]] कहते हैं:<ref name="Neville_2004">{{Cite journal| last = Neville| first = Adam| date = 2004-08-01| title = कंक्रीट पर सल्फेट के हमले की भ्रमित दुनिया| journal = Cement and Concrete Research| volume = 34| issue = 8| pages = 1275–1296| doi = 10.1016/j.cemconres.2004.04.004| issn = 0008-8846| accessdate = 2022-02-22| url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008884604001620}</ref><blockquote>वहां नर्क है, वहां अंधेरा है,


     गंधक का गड्ढा है,
     गंधक का गड्ढा है,
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Latest revision as of 16:00, 11 April 2023

आयरन ब्रिज नदी पर (हैनान प्रांत, चीन) के ट्रस बीम पर क्लोराइड आयनों के कारण होने वाली गंभीर गर्तन संक्षारण की समस्या एक धातु तत्व के पूर्ण रूप से टूटने की ओर ले जाती है।

गर्तन संक्षारण, या गर्तन, अत्यधिक स्थानीय संक्षारण का एक रूप है जो धातु में छोटे छिद्रों का याच्छिक निर्माण होता है। गर्तन संक्षारण के लिए परिचालन शक्ति एक छोटे से क्षेत्र का विनिश्चेष्टन (रसायन विज्ञान) है, जो धनाग्र (ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया) बन जाती है, जबकि एक अज्ञात लेकिन संभावित रूप से विशाल क्षेत्र ऋणाग्र (कमी प्रतिक्रिया) बन जाता है, जिससे बहुत ही स्थानीय गैल्वेनी संक्षारण हो जाती है। संक्षारण आयनों के सीमित प्रसार के साथ धातु के द्रव्यमान में प्रवेश करता है।

एक और शब्द उत्पन्न होता है, गर्तन कारक, जिसे सबसे गहरे गर्तक की गहराई के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है (जिसके परिणामस्वरूप क्षरण होता है) औसत पैठ के लिए, जिसकी गणना भार घटाने के आधार पर की जा सकती है।

गर्तन का विकास और गतिविज्ञान

फ्रेंकल (1998) के अनुसार, जिन्होंने गर्तन संक्षारण की समीक्षा की, यह लगातार तीन चरणों में विकसित होता है: (1) प्रारंभन (या केंद्रक) धातु की सतह को ऑक्सीकरण से बचाने वाली निष्क्रिय पट्टिका के टूटने से, (2) मितस्थायी गर्तक की वृद्धि (माइक्रोन मापक्रम तक बढ़ रही है और फिर पुनर्संयोजन), और (3) बड़े और स्थिर गर्तक की वृद्धि होती है।[1]

समय के एक फलन के रूप में गर्तक के घनत्व (प्रति सतह क्षेत्र में गर्तक की संख्या) का विकास एक रसद फलन वक्र, या एक अतिशयोक्तिपूर्ण स्पर्शरेखा के विशिष्ट आकार के साथ एक अवग्रहरूपी वक्र का अनुसरण करता है)।[2] गुओ एट अल। (2018), नैनो-से-सूक्ष्म-मापक्रम पर कार्बन इस्पात सतहों पर देखे गए सैकड़ों अलग-अलग गर्तक के सांख्यिकीय विश्लेषण के बाद, गर्तन संक्षारण के तीन चरणों में अंतर करते हैं: प्रेरण, प्रचार और संतृप्ति।[2]

तंत्र

गर्तक के गठन को अनिवार्य रूप से दो चरणों वाली प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है: विकास के बाद केंद्रक है।

सुरक्षात्मक परत की निष्क्रियता

गर्तक केंद्रक की प्रक्रिया धातु क्रियाधार को आक्रामक समाधान से अलग करने वाली सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के निष्क्रियता (रसायन विज्ञान) द्वारा प्रारम्भ की जाती है। सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत का विनिक्षेपण गर्तन संक्षारण में कम ठीक से समझा जाने वाला कदम है और इसकी बहुत ही स्थानीय और यादृच्छिक उपस्थिति संभवतः इसकी सबसे गूढ़ विशेषता है। यांत्रिक या भौतिक क्षति सुरक्षात्मक परत को स्थानीय रूप से बाधित कर सकती है। आधार धातु सामग्री में पहले से उपस्थित पारदर्शी दोष, या अशुद्धता समावेशन भी केंद्रक बिन्दु (विशेष रूप से धातु सल्फाइड समावेशन) के रूप में काम कर सकते हैं। समाधान और धातु की प्रकृति, या मिश्र धातु संरचना में प्रचलित रासायनिक स्थितियां भी महत्वपूर्ण कारक हैं जिन्हें ध्यान में रखा जाना चाहिए। निष्क्रियता प्रक्रिया की व्याख्या करने के लिए कई सिद्धांतों को विस्तृत किया गया है। क्लोराइड जैसे शक्तिहीन या शक्तिशालि संलग्नी गुणों वाले आयन (Cl−
) और थायोसल्फेट (S
2O2−
3) क्रमशः धातु के पिंजरों को जटिल कर सकते हैं (Men+) सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में उपस्थित होते हैं और इसलिए इसके स्थानीय विघटन में योगदान करते हैं। क्लोराइड आयन भी हाइड्रोक्साइड आयन (OH−
) के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं ऑक्साइड परत पर सोखने के लिए और सरंध्रता या ऑक्साइड परत के पारदर्शी जाली में फैलाना प्रारम्भ करें। अंत में, डिग्बी मैकडोनाल्ड द्वारा विस्तृत बिंदु-दोष प्रतिरूप के अनुसार, ऑक्साइड परत के अंदर पारदर्शी दोषों का प्रवास इसके यादृच्छिक स्थानीय गायब होने की व्याख्या कर सकता है।[3][4][5] बिंदु-दोष प्रतिरूप का मुख्य हित गर्तन संक्षारण प्रक्रिया के प्रसंभाव्य चरित्र की व्याख्या करना है।

गर्तक विकास

धनाग्रिक क्षेत्र के साथ स्थानीय संक्षारण के तंत्र को दर्शाने वाला योजनाबद्ध आरेख (Fe में Fe2+
गर्तक के अंदर ऑक्सीकरण होता है) और ऋणाग्रिक क्षेत्र (O2 में घटाया गया OH−
 गर्तक के बाहर कहीं और) घुलित ऑक्सीजन वाले जलीय घोल में डूबे धातु पर विकसित हो रहा है। यहां, pH की स्थिति तटस्थ या क्षारीय होती है (की उपस्थिति OH−
 विलयन में आयन)। आयनों का परिवहन जलीय घोल में होता है जबकि इलेक्ट्रॉनों को धनाग्र से ऋणाग्र तक बेस मेटल ( विद्युत चालक ) के माध्यम से ले जाया जाता है।

संक्षारण लगने के लिए अधिक सामान्य व्याख्या यह है कि यह अलग-अलग धनाग्रिक और ऋणाग्रिक क्षेत्र के साथ छोटे विद्युत रासायनिक सेलओं के यादृच्छिक गठन द्वारा संचालित एक स्व उत्प्रेरक प्रक्रिया है। सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के यादृच्छिक स्थानीय टूटने और धनाग्रिक क्षेत्र में अंतर्निहित धातु के बाद के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप एक गर्तक का स्थानीय गठन होता है जहां ऋणाग्रिक और धनाग्रिक अर्ध-प्रतिक्रियाओं के स्थानिक पृथक्करण द्वारा अम्ल की स्थिति को बनाए रखा जाता है। यह विद्युत क्षमता का एक ढाल बनाता है और गर्तक में आक्रामक आयनों के विद्युत प्रवासन के लिए जिम्मेदार होता है।[6] उदाहरण के लिए, जब कोई धातु इलेक्ट्रोलाइट के रूप में सोडियम क्लोराइड (NaCl) युक्त ऑक्सीजन युक्त जलीय घोल के संपर्क में आती है, तो गर्तक धनाग्र (धातु ऑक्सीकरण) के रूप में कार्य करता है और धातु की सतह ऋणाग्र (ऑक्सीजन कमी) के रूप में कार्य करती है।

धातु की उजागर सतह के संपर्क में अम्लीय पानी (pH <7) में घुले वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा लोहे, या कार्बन इस्पात के क्षरण की स्तिथि में, क्रमशः धनाग्र और ऋणाग्र क्षेत्र में होने वाली प्रतिक्रियाएं निम्नानुसार लिखी जा सकती हैं:

धनाग्र: लोहे का ऑक्सीकरण: 2 (Fe → Fe2+ + 2e−)
ऋणाग्र: ऑक्सीजन का अपोपचयन: O2 + 4H+ + 4e− → 2 H2O
वैश्विक अपोपचयन प्रतिक्रिया: 2 Fe + O2 + 4 H+ → 2 Fe2+ + 2 H2O

अम्लीय स्थितियाँ ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार अपोपचयन प्रतिक्रिया का पक्ष लेती हैं क्योंकि  H+ अभिकर्मकों में जोड़े गए आयन प्रतिक्रिया संतुलन को दाईं ओर विस्थापित करते हैं और Fe2+
 उद्धरण अवमुक्त की घुलनशीलता को भी बढ़ाते हैं ।

तटस्थ से क्षारीय स्थितियों (pH> 7) के अंतर्गत, ऊपर दी गई अपोपचयन प्रतिक्रियाओं का सम्मुच्चय निम्नलिखित हो जाता है:

धनाग्र: लोहे का अपोपचयन: 2 (Fe → Fe2+ + 2e−)
ऋणाग्र: ऑक्सीजन का अपोपचयन: O2 + 2 H2O + 4e− → 4 OH−
वैश्विक अपोपचयन प्रतिक्रिया: 2 Fe + O2 + 2 H2O → 2 Fe(OH)2

Fe(OH)2 (हरा रतुआ) का अवक्षेपण भी अभिक्रिया को दायीं ओर ले जाने में योगदान कर सकता है। हालाँकि, Fe(OH)2 (Fe2+) की घुलनशीलता अपेक्षाकृत अधिक (~ 100 गुना Fe3+) है, लेकिन OH− के साथ सामान्य आयन प्रभाव के कारण pH बढ़ने पर दृढ़ता से घटता है .

ऊपर दिए गए दो उदाहरणों में:
– लोहा एक अपचायक है जो ऑक्सीकृत होने के दौरान इलेक्ट्रॉन (अतिसूक्ष्म परमाणु) देता है।
- ऑक्सीजन एक अपचायक है जो कम होने के दौरान इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करता है।

धनाग्रिक और ऋणाग्रिक क्षेत्र के बनने से प्रभावित धातु की सतह पर एक विद्युत् रासायनिक सेल (यानी एक छोटी बिजली की बैटरी) बनती है। गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG) में अंतर प्रतिक्रिया को चलाता है क्योंकि ΔG ऋणात्मक है और एन्ट्रापी (ΔG = ΔH - TΔS) को बढ़ाते हुए प्रणाली ऊर्जा (तापीय धारिता, ΔH < 0) जारी करता है।

घुलित आयनों का परिवहन संक्षारक धातु के संपर्क में जलीय घोल में होता है जबकि इलेक्ट्रॉनों को धनाग्र से ( e− दे रहा है) ऋणाग्र के लिए ( e− स्वीकार करना) आधार धातु (विद्युत् सुचालक) के माध्यम से ले जाया जाता है।

सकारात्मक धातु के पिंजरों का स्थानीय उत्पादन (Men+, Fe2+ यहाँ ऊपर के उदाहरण में) गर्तक में (ऑक्सीकरण: धनाग्र) सकारात्मक आवेशों की एक स्थानीय अधिकता देता है जो नकारात्मक आयनों (जैसे, अत्यधिक मोबाइल क्लोराइड Cl−
आयनों) को आसपास के इलेक्ट्रोलाइट से गर्तक में जलीय घोल में आयन प्रजातियों की विद्युत उदासीनता बनाए रखने के लिए आकर्षित करता है। गर्तक में धातु (Me) विरंजक (MeCln) जो पानी के साथ जलापघटन से संबंधित धातु हाइड्रॉक्साइड (Me(OH)n) का उत्पादन करता है), और n H+ और n Cl- आयन, संक्षारण प्रक्रिया को तेज करते हैं।[7]

धात्विक लोहे या इस्पात की स्तिथि में, प्रक्रिया को निम्नानुसार योजनाबद्ध किया जा सकता है:[8]

Fe2+ + Cl− → [FeCl complex]+
[FeCl complex]+ + 2 H2O → Fe(OH)2 + 2 H+ + Cl−

बुनियादी परिस्थितियों में, जैसे कंक्रीट में प्रचलित क्षारीय स्थितियों के अंतर्गत, क्लोराइड आयनों को छोड़ते समय जलापघटन प्रतिक्रिया सीधे हाइड्रॉक्साइड्स आयनों (OH−
) का उपभोग करती है :

[FeCl complex]+ + 2 OH− → Fe(OH)2 + Cl−

इसलिए, जब विलयन में उपस्थित क्लोराइड आयन इस्पात की सतह के संपर्क में आते हैं, तो वे Fe2+ के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इस्पात की सतह की रक्षा करने वाली निष्क्रिय परत और एक लौह-क्लोराइड संकुल बनाती है। फिर, लौह-क्लोराइड संकुल OH− इसके साथ प्रतिक्रिया करता है, पानी के पृथक्करण से उत्पन्न होने वाले आयन और [[लौह हाइड्रोक्साइड |लौह हाइड्रोक्साइड (Fe(OH)2)]] को अवक्षेपित करते हैं। क्लोराइड आयनों और नए को छोड़ते समय  H+ संक्षारण प्रक्रिया को जारी रखने के लिए उपलब्ध आयन है।

गर्तक में, ऑक्सीजन की सघनता अनिवार्य रूप से शून्य होती है और सभी ऋणाग्रिक ऑक्सीजन प्रतिक्रियाएं गर्तक के बाहर धातु की सतह पर होती हैं। गर्तक धनाग्रिक (ऑक्सीकरण) और धातु के तेजी से विघटन का ठिकाना है।[9] धातु संक्षारण दीक्षा प्रकृति में स्वोत्प्रेरक है, हालांकि इसका प्रसार नहीं है।

इस तरह के क्षरण का पता लगाना प्रायः कठिन होता है और इसलिए यह बेहद प्रछन्न होता है, क्योंकि इसकी सतह पर छोटे प्रभाव के साथ सामग्री की बहुत काम हानि होती है, जबकि यह धातु की गहरी संरचनाओं को हानि पहुंचाता है। सतह पर गर्तक प्रायः संक्षारण उत्पादों द्वारा अस्पष्ट होते हैं। गर्तन एक छोटे से सतह दोष द्वारा प्रारम्भ किया जा सकता है, एक खरोंच या मिश्र धातु संरचना में स्थानीय परिवर्तन (या स्थानीय अशुद्धता, उदाहरण के लिए [[मैंगनीज सल्फाइड]] या निकल सल्फाइड जैसे धातु सल्फाइड समावेशन),[10][11] या सुरक्षात्मक विलेपन को हानि होती है। चकासित पृष्ठ गर्तन के लिए एक उच्च प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।

गर्तक में केशिका वैद्युतकणसंचलन

धनाग्रिक क्षेत्र में ऑक्सीकरण द्वारा जारी किए गए धनायनों द्वारा आबादी वाले गर्तक के अंदर समाधान विद्युत उदासीनता को बनाए रखने के लिए (जैसे, Fe2+
 इस्पात की स्तिथि में), आयनों को संकरे गर्तक के अंदर विस्थापित करने की आवश्यकता होती है। यह ध्यान देने योग्य है कि थायोसल्फेट की चालकता (इलेक्ट्रोलाइटिक) (S
2O2−
3) और क्लोराइड (Cl−
) इनके बाद ऋणायन  H+ और  OH− जलीय घोल में आयन सबसे अधिक होते हैं। इसके अलावा, थियोसल्फेट आयनों की दाढ़ चालकता क्लोराइड आयनों की तुलना में भी अधिक है क्योंकि वे दो बार नकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं (एक प्रोटॉन को स्वीकार करने के लिए कमजोर आधार अनिच्छुक)। केशिका वैद्युतकणसंचलन में, इस उत्तरार्द्ध से पहले थायोसल्फेट क्लोराइड और निक्षालन की तुलना में तेजी से चलता है। दोनों आयनों की उच्च इलेक्ट्रोमोबिलिटी भी कई कारकों में से एक हो सकती है जो अन्य बहुत कम हानिकारक आयन प्रजातियों जैसे SO2−4 और NO−3. की तुलना में गर्तन जंग के लिए उनके हानिकारक प्रभाव की व्याख्या करती है।

अतिसंवेदनशील मिश्र और पर्यावरण की स्थिति

गर्तन संक्षारण को स्थानीय हमले से परिभाषित किया जाता है, जो कि माइक्रोन से लेकर मिलीमीटर तक व्यास में होता है, अन्यथा निष्क्रिय सतह में होता है और केवल विशिष्ट मिश्र धातु और पर्यावरणीय संयोजनों के लिए होता है। इस प्रकार का संक्षारण सामान्यतः उन मिश्रधातुओं में होता है जो कठोर (निष्क्रिय) ऑक्साइड पट्टिका जैसे कि जंगरोधी इस्पात्स, निकल मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं द्वारा संरक्षित होती हैं, जिसमें क्लोराइड (Cl–) जैसी आक्रामक प्रजातियां होती हैं।-) या थायोसल्फेट्स (S2O32–)। इसके विपरीत, मिश्र धातु/पर्यावरण संयोजन जहां निष्क्रिय पट्टिका बहुत सुरक्षात्मक नहीं होती है, सामान्यतः गर्तन संक्षारण का उत्पादन नहीं करेगी। मिश्र धातु/पर्यावरण संयोजन के महत्व का एक अच्छा उदाहरण कार्बन इस्पात है। वातावरण में जहां pH मान 10 से कम है, कार्बन इस्पात निश्चेष्टक (रसायन विज्ञान) ऑक्साइड पट्टिका नहीं बनाता है और क्लोराइड के अतिरिक्त पूरे सतह पर एक समान हमले का परिणाम होता है। हालांकि, 10 (क्षारीय) से अधिक pH पर ऑक्साइड सुरक्षात्मक होता है और क्लोराइड के अतिरिक्त क्षरण के कारण होता है।[citation needed]

क्लोराइड के अलावा, गर्तन में फंसे अन्य आयनों में थायोसल्फेट (S2O32−), फ्लोराइड्स और आयोडाइड घुलित ऑक्सीजन की कम सांद्रता वाले स्थिर पानी की स्थिति भी गर्तन का पक्ष लेती है। थायोसल्फेट्स विशेष रूप से आक्रामक प्रजातियां हैं और आंशिक अम्ल भंड़ार निकास (FeS2, एक फेरस डाइसल्फ़ाइड), या आंशिक सल्फेट कम करने वाले सूक्ष्मजीव, सल्फर-व्युत्पन्न यौगिकों को संभालने वाले कई उद्योगों में थायोसल्फेट्स संक्षारण के लिए एक चिंता का विषय हैं: सल्फाइड अयस्क प्रसंस्करण, तेल के कुएं और खट्टे तेल, क्राफ्ट पेपर उत्पादन संयंत्र, फोटोग्राफिक उद्योग, मेथियोनीन और लाइसिन कारखानों को परिवहन करने वाली नलिकालाइनें।

अपोपचयन स्थितियों का प्रभाव

See also: पोर्बेक्स आरेख

हालांकि उपरोक्त उदाहरण में, अनॉक्सी या कम करने वाली स्थितियों में गर्तन संक्षारण भी हो सकता है। वस्तुत, सल्फर की बहुत हानिकारक कम प्रजातियां (H2S, HS− , S2− , S–S− , − S–S− , S0 और S 2 O'2− 3) केवल कम करने की स्थिति में ही निर्वाह कर सकता है।[12] इसके अलावा, इस्पात और जंगरोधी इस्पात की स्तिथि में, कम करने की स्थिति सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (सघन γ-Fe
2O
3) के विघटन के लिए अनुकूल होती है। क्योंकि Fe2+
 Fe3+
की तुलना में कहीं अधिक घुलनशील है, और इसलिए कम अपचायक स्थिति सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत (दीक्षा, गर्तक के केंद्रक) के टूटने में योगदान करती है। अपचायक इस प्रकार अपचायक (क्रोमेट, नाइट्राइट) के संबंध में एक विरोधी प्रभाव डालते हैं जो संक्षारण अवरोधकों के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि सघन γ- Fe
2O
3 के गठन के माध्यम से सुरक्षा करने वाली परत इस्पात रिनिश्चेष्टन को प्रेरित किया जा सके। गर्तन संक्षारण इस प्रकार ऑक्सीकरण और कम करने की स्थिति दोनों के अंतर्गत हो सकता है और खराब ऑक्सीजन युक्त पानी में अंतर वातन, या सुखाने / गीले चक्रों द्वारा बढ़ सकता है।

दृढ़ता से अपचायक स्थित के अंतर्गत, पानी में घुलित ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, या जमीन के रंध्र जल में, ऋणाग्र पर इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता (ऑक्सीकरण एजेंट), जहां कमी होती है, ( H+) पानी के ही प्रोटॉन हो सकते हैं, हाइड्रोजन सल्फाइड के प्रोटॉन (H2S), या पूर्व ऑक्सी वातावरण में गंभीर अम्ल खान जल निकासी की स्तिथि में अम्लीय परिस्थितियों में, फेरिक आयनों (Fe3+
) को भंग कर दिया, जिन्हें बहुत शक्तिशाली ऑक्सीकारक के रूप में जाना जाता है। सल्फर चक्र (अम्ल माइन निकास के बाद संभवतः सल्फेट को कम करने वाले जीवाणु ) को खिलाने वाले सल्फर और रोगाण्वीय गतिविधि की हानिकारक कम प्रजातियों की उपस्थिति को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। कठोरता से अजैविक (अर्थात अकार्बनिक) संक्षारण प्रक्रिया सामान्यतः ऑक्सी परिस्थितियों की तुलना में अनॉक्सी परिस्थितियों में धीमी होती है, लेकिन किटाणु और बायोपट्टिका्स की उपस्थिति गिरावट की स्थिति को बढ़ा सकती है और अप्रत्याशित समस्याओं का कारण बन सकती है। बहुत लंबी सेवा जीवन के साथ महत्वपूर्ण बुनियादी ढाँचे और धातु के घटक संक्षारण लगने के लिए अतिसंवेदनशील हो सकते हैं: उदाहरण के लिए धातु के कनस्तर और ओवरपैक का उद्देश्य काचकृत उच्च-स्तरीय रेडियोधर्मी अपशिष्ट (HLW) और परमाणु ईंधन खर्च करना और उन्हें जलरोध लिफाफे में गहरे भूगर्भीय भंडारों में हजारों वर्षों के दसवें हिस्से के लिए सीमित करना है।

संक्षारण अवरोधक

Main article: जंग अवरोधक

विभिन्न प्रकार के संक्षारण अवरोधक उपस्थित हैं। उनमें से, क्रोमेट (CrO2−
4) और डाइक्रोमेट और नाइट्राट (NO−
3) सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में निष्क्रियता की स्थिति को फिर से स्थापित करने के लिए पहली बार उपयोग किए गए थे। इस्पात के विशिष्ट स्तिथि में, Fe2+ धनायन एक अपेक्षाकृत घुलनशील प्रजाति है, यह ऑक्साइड परत के विघटन के पक्ष में योगदान देता है जो अपनी निष्क्रियता खो देता है। निष्क्रियता को बहाल करने के लिए, सिद्धांत में घुलनशील द्विसंयोजी को परिवर्तित करके ऑक्साइड परत के विघटन को घुलनशील द्विसंयोजक Fe2+ धनायन को बहुत कम घुलनशील त्रिसंयोजी Fe3+ धनायन में परिवर्तित करके रोकना सम्मिलित है। यह दृष्टिकोण निश्चेष्टन (रसायन विज्ञान) इस्पात, अल्युमीनियम, जस्ता, कैडमियम, तांबा, चांदी, टाइटेनियम, मैगनीशियम और टिन मिश्रधातु के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले क्रोमेट रूपांतरण लेप के आधार पर भी है।[13]: p.1265  [14]

जैसा कि षट्संयोजी क्रोमेट एक ज्ञात कैन्सरजनी है, इसके जलीय बहिःस्राव को अब स्वतंत्र रूप से पर्यावरण में छोड़ा नहीं जा सकता है और पानी में स्वीकार्य इसकी अधिकतम सांद्रता बहुत कम है।

नाइट्राइट एक ऑक्सीकरण घटक भी है और इसका उपयोग 1950 के दशक से संक्षारण अवरोधक के रूप में किया जाता रहा है।[15][16][17]

नाइट्राइट भी एक ऑक्सीकरण प्रजाति है और 1950 के दशक से जंग अवरोधक के रूप में इसका उपयोग किया जाता रहा है। [15] [16] [17] कंक्रीट के छिद्रों में प्रचलित बुनियादी परिस्थितियों में नाइट्राइट अपेक्षाकृत घुलनशील Fe2+ आयनों को बहुत कम घुलनशील Fe3+ आयनों में परिवर्तित करता है, और इस प्रकार Fe
2O
3 की एक नई और सघन परत बनाकर कार्बन-इस्पात सुदृढीकरण सलाखों की सुरक्षा करता है।:

2 Fe2+ + 2 NO−2 + 2 OH− → Fe2O3 + 2 NO + H2O

संक्षारण अवरोधक, जब पर्याप्त मात्रा में उपस्थित होते हैं, तो गर्तक से सुरक्षा प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, उनमें से बहुत कम स्तर स्थानीय धनाग्र बनाकर गर्तन को बढ़ा सकता है।

गर्तन संक्षारण के कारण इंजीनियरिंग की विफलता

अपघर्षक विस्फोट से पहले और बाद में एक अपघर्षी ताडन दोष पर एक नलिकालाइन परिवहन की बाहरी दीवार पर संक्षारण का गर्तक।
सिल्वर ब्रिज तनाव संक्षारण खुर के परिणामस्वरूप ओहियो नदी में गिर गया।

एक महत्वपूर्ण बिंदु पर एक भी गर्तक बहुत हानि पहुंचा सकता है। एक उदाहरण 22 अप्रैल 1992 को ग्वाडलजारा, मेक्सिको में 1992 का विस्फोट है, जब सैनिटरी सीवरों में जमा पेट्रोल के धुएं ने कई किलोमीटर सड़कों को नष्ट कर दिया था। वाष्प एक इस्पात गैसोलीन नलिका और एक जस्ता चढ़ाया पानी के नलिका के बीच संक्षारण द्वारा गठित एक छेद के माध्यम से गैसोलीन के रिसाव से उत्पन्न हुआ।[18]

आग्नेयास्त्र भी गर्तकने से पीड़ित हो सकते हैं, विशेष रूप से बैरल के बोर में जब संक्षारक गोला बारूद का उपयोग किया जाता है और बैरल को जल्द ही साफ नहीं किया जाता है। गर्तन के कारण बंदूक की नाल में विकृति आग्नेयास्त्र की सटीकता को बहुत कम कर सकती है। आग्नेयास्त्रों के बोरों में गर्तक को रोकने के लिए, अधिकांश आधुनिक आग्नेयास्त्रों में क्रोमियम के साथ एक बोर होता है।[citation needed]

गर्तन संक्षारण तनाव क्षरण क्रैकिंग प्रारम्भ करने में भी मदद कर सकता है, जैसा कि तब हुआ था जब संयुक्त राज्य अमेरिका के वेस्ट वर्जीनिया में सिल्वर ब्रिज पर एक आईबार विफल हो गया था और दिसंबर 1967 में पुल पर 46 लोगों की मौत हो गई थी।[19]


इतिहास और साहित्य

गंधक लंबे समय से हानि में योगदान देने के लिए जाना जाता है। यह धातु संक्षारण, या ठोस गिरावट जैसी कई सामग्रियों के लिए सही है। किंग लीयर में, शेक्सपियर कहते हैं:[20]

वहां नर्क है, वहां अंधेरा है,

     गंधक का गड्ढा है,

जलन, जलन, दुर्गंध, खपत;

     फी, फी, फी!

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Frankel, G. S. (1998-06-01). "धातुओं का क्षरण: महत्वपूर्ण कारकों की समीक्षा". Journal of the Electrochemical Society. 145 (6): 2186–2198. Bibcode:1998JElS..145.2186F. doi:10.1149/1.1838615. hdl:1811/45442. ISSN 1945-7111. Retrieved 2022-02-12.
  2. ↑ 2.0 2.1 Guo, Peng; La Plante, Erika Callagon; Wang, Bu; Chen, Xin; Balonis, Magdalena; Bauchy, Mathieu; Sant, Gaurav (2018-05-22). "नैनो-टू-माइक्रो-स्केल पर कार्बन स्टील सतहों पर क्षरण के विकास का प्रत्यक्ष अवलोकन". Scientific Reports. 8 (1): 7990. Bibcode:2018NatSR...8.7990G. doi:10.1038/s41598-018-26340-5. ISSN 2045-2322. PMC 5964123. PMID 29789654.
  3. ↑ Macdonald, Digby D. (1992-12-01). "निष्क्रिय अवस्था के लिए बिंदु दोष मॉडल". Journal of the Electrochemical Society. 139 (12): 3434–3449. Bibcode:1992JElS..139.3434M. doi:10.1149/1.2069096. ISSN 1945-7111. Retrieved 2022-02-13.
  4. ↑ Macdonald, Digby D. (2011-01-15). "द हिस्ट्री ऑफ द प्वाइंट डिफेक्ट मॉडल फॉर पैसिव स्टेट: ए ब्रीफ रिव्यू ऑफ द फिल्म ग्रोथ आस्पेक्ट्स". Electrochimica Acta. Advances in Corrosion Science for Lifetime Prediction and Sustainability. Selection of papers from the 8th ISE Spring Meeting 2-5 May 2010, Columbus, OH, USA. 56 (4): 1761–1772. doi:10.1016/j.electacta.2010.11.005. ISSN 0013-4686. Retrieved 2022-02-13.
  5. ↑ {{Cite journal| last = Macdonald| first = Digby D.| date = 2012-03-01| title = निष्क्रियता में कुछ व्यक्तिगत रोमांच-फिल्म विकास के लिए बिंदु दोष मॉडल की समीक्षा| journal = Russian Journal of Electrochemistry| volume = 48| issue = 3| pages = 235–258| doi = 10.1134/S1023193512030068| s2cid = 96662065| issn = 1608-3342| accessdate = 2022-02-13| url = https://doi.org/10.1134/S1023193512030068}
  6. ↑ ASM Handbook, Volume 13, "Corrosion", ISBN 0-87170-007-7, ASM International, 1987
  7. ↑ "जंग लगना". substech.com. 21 July 2015. Retrieved 4 December 2020.
  8. ↑ Raja, Pandian Bothi; Ghoreishiamiri, Seyedmojtaba; Ismail, Mohammad (2015-06-01). "कंक्रीट में इस्पात सुदृढीकरण के लिए प्राकृतिक जंग अवरोधक - एक समीक्षा". Surface Review and Letters. 22 (3): 1550040–1550608. Bibcode:2015SRL....2250040R. doi:10.1142/S0218625X15500407. ISSN 0218-625X. Retrieved 2022-02-13.
  9. ↑ Princeton.edu, pitcorrosion.
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  11. ↑ Webb, Eric G.; Alkire, Richard C. (2002-06-01). "स्टेनलेस स्टील में एकल सल्फाइड समावेशन पर पिट दीक्षा। द्वितीय। स्थानीय पीएच, सल्फाइड और थायोसल्फेट का पता लगाना". Journal of the Electrochemical Society. 149 (6): –280–B285. Bibcode:2002JElS..149B.280W. doi:10.1149/1.1474431. ISSN 1945-7111. Retrieved 2018-03-25.
  12. ↑ Hesketh, J.; Dickinson, E. J. F.; Martin, M. L.; Hinds, G.; Turnbull, A. (2021-04-15). "ऑयलफ़ील्ड ब्राइन में 316L स्टेनलेस स्टील के पिटिंग जंग पर H2S का प्रभाव". Corrosion Science. 182: 109265. doi:10.1016/j.corsci.2021.109265. ISSN 0010-938X. PMC 8276138. PMID 34267394.
  13. ↑ K.H. Jürgen, Buschow, Robert W. Cahn, Merton C. Flemings, Bernhard Ilschner, Edward J. Kramer, and Subhash Mahajan (2001): Encyclopedia of Material – Science and Technology, Elsevier, Oxford, UK.
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बाहरी संबंध

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