خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن

خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن

هنگامی که فلز در اثر واکنشهای شیمیایی و محیط اطراف تحلیل می رود خوردگی فلزات اتفاق می­افتد. تعیین شکل و میزان خوردگی به نوع فلز و گازهایی که با فلز در تماس هستند بستگی دارد. از این رو صنایع مختلفی که با فلزات ارتباط مستقیم و یا غیر مستقیم دارند در طول سال مورد ضرر و زیان قرار می گیرند. در این مقاله که در  آهن ملت قرارداده شده است قصد داریم  خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن را مورد بررسی قرار دهیم.

آشنایی با خوردگی فلزات

به روند تدریجی فرسودگی یک ماده که غالبا بر اثر واکنش شیمیایی در محیط رخ می دهد خوردگی فلزات می گویند برای مثال واژه آشنا برای اغلب افراد زنگ زدگی آهن می باشد که با تغییر رنگ و تغییر در جنس سطح آهن متوجه خوردگی آهن می شویم. خوردگی بر روی انواع ماده تاثیرات متفاوتی دارد که بسته به نوع جنس آهن و نوع کسب و کار بایستی تا حد امکان و با تکنیک های خاص هر نوع ماده مانع از پیشرفت خوردگی فلزات و با راهکار های جلوگیری از آن ، سعی درافزایش بهره وری و ارائه بهتر خدمات همراه با کیفیت مطلوب داشته باشیم.

خوردگی فلزات می تواند تاثیر زیادی در صنایع بزرگ مانند صنعت ساختمان سازی، پل ها، صنعت پتروشیمی و انتقال مشتقات نفتی داشته باشد. اگر مالکان پروژه­های ذکر شده به هر دلیلی نتوانند پیش بینی و اقدامات لازم را در همان ابتدای راه اندازی انجام دهند، ممکن است تهدیدی بزرگ برای کسب و کارشان شود و تاثیرات مخربی بر محیط زیست و جامعه هدفشان به بار بیاورد.

خوردگی فلزات به چه صورت اتفاق می افتد

برای توضیح این موضوع در همین ابتدا باید به این نکته اشاره کرد که خوردگی امری اجتناب ناپذیر در صنعت فلزات می­باشد چراکه یک فرآیند طبیعی است و به اشکال مختلفی ظاهر میشود. فرسوده شدن فلزات فرمول تعریف شده و ثابتی ندارد  و با توجه به گستردگی اتمسفر و جنس فلز باید بتوان عملکرد و اقدامی مناسب و متغیر با شرایط در نظر گرفت.به شما توصیه می کنیم در مقاله ” ویژگی های فلز آهن ” با مشخصات کامل این محصولات پرکاربرد آشنا شوید.

هنگامی که یک فلز در اتمسفر قرار می­گیرد باعث واکنشهای اکسایشی می­شود و منجر به خورندگی فلز می گردد.  فلز خورده شده همانند آند عمل کرده و منجر به آزاد شدن یون ها و الکترون ها می گردد. پس از دریافت الکترون ها و با کاهش اکسیژن هیدروکسید تشکیل می شود که باعث ایجاد واکنش کاتدی می گردد.

انواع خوردگی فلزات

خوردگی فلزات دارای نوع های مختلفی می باشد که در زیر به شرح آن می پردازیم.  پارامترهای اصلی در تشخیص نوع خوردگی میزان تاثیر فرسودگی یا میزان شدت بر فلز بر واحد زمان و وسعت ماده می باشد.

خوردگی یکنواخت:

همانطور که از نام این نوع فرسودگی پیداست این نوع خوردگی باعث تاثیر در سطح  وسیعی از ماده می شود و رایج ترین نوع فرسودگی می­باشد. تشخیص میزان فرسودگی در این نوع آسان است و جز دسته فرسودگی خوش خیم است.

خوردگی حفره ­ای:

این نوع خوردگی مخرب ترین نوع خردگی می باشد و شناسایی آن بسیار پیچیده می باشد. در این نوع خوردگی عامل اصلی حفره یک نقطه کاتدی می­باشد  و از یک نقطه کوچک با سطح طبیعی آغاز می­گردد و دارای اشکال گوناگون می باشد.

خوردگی شکافی:

این نوع خوردگی اغلب در محیطهای ریز مانند زیر واشر و سر پیچ ایجاد می شود و موضعی می­باشد و درشکاف بین بین دو محفظه به وجود می­آید. برای مثال اگر دو ناحیه مختلف از یک فلز که دارای یونهای مختلف باشند بیشتراین نوع خوردگی دیده می شود. نکته قابل توجه در این شکاف این است که مناطق کوچکی که ذکر شد اجازه ورود عامل خورنده را می دهند اما مانع از گسترش خوردگی در داخل می­شوند.

خوردگی دانه ­ای:

بیشترین تاثیرگذاری این خورندگی بر روی خصوصیات مکانیکی فلز می­باشد. علت به وجودآمدن این نوع خورندگی از ناخالصی های موجود در مرز دانه ها، تخلیه یا غنی سازی عنصر آلیاژی در مرز دانه می باشد.

خوردگی تنشی:

یک نوع خورگی ترکیبی می باشد و هنکامی که دما بالا می رود اتفاق می افتد. علت دیگر می تواند انبساط / انقباض در اثر تغییرات سرمایی باشد.

خوردگی گالوانیکی:

زمانی که یک فلز در نزدیکی اتصال یا تقاطع می باشد خوردگی گالوانیکی می باشد و معمولا زمانی رخ می­دهد که دو فلز غیر الکتروشیمیایی متفاوت در یک محیط الکترولیک در یک تماس الکتریکی باشند. اگر فلزهایی که انتخاب می کنید در حد توان به هم نزدیک باشند در پایین آمدن خوردگی گالوانیک بسیار موثر می­باشد.

چه عواملی منجر به ایجاد خوردگی بر فلزات می شوند

در اینجا می خواهیم مواردی که منجربه ایجاد خوردگی میشوند را بررسی کنیم تابا تشخیص درست عوامل خوردگی  بتوانیم درحد امکان مانع از پیشرفت خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن بشویم. شناخت هریک از عوامل می تواند در انتخاب نوع فلز و محیط و آیتمهای موجود در محیط کمک فراوانی به ما خواهد کرد.

در زیر به شرح عوامل موثر بر فرسودگی می پردازیم:

رطوبت: واضح است که آب مهم تریم عامل به وجود آمدن فرسودکی در فلزات می باشد و باعث زنگ زدگی می گردد. آب با دی اکسیدکربن موجود در هوا ترکیب می گردد و منجر به تولید اسید کربنیک میشود. به علت قوی تر بودن اسیدسیتریک نسبت به الکترولیت آب، فرسودگی فلز سرعت بیشتری خواهد داشت.

نمک: ترکیب شیمیایی نمک حاوی گازهای حل شده می باشد و باعث تحت تاثیر قرار گرفتن فلز و فرسودگی آن می گردند. سرعت خورندگی فلز توسط نمک بسیار بالاتر از باقی عوامل می باشد.

اسید: این عامل شامل انواع گازهای جامد،مایع و ناخالص خورنده می باشد. اسید به علت داشتن هیدروژن سولفید و هیدرولیک اسید منجر به فرسودگی فلز می گردد.

حرارت: خورندگی فلزتوسط این عامل واکنش های شیمیایی را افزایش می دهد. به همین دلیل فلزاتی که در محیط هایی با حرارت بالا قرار میگیرند بیشتر دچار خورندگی می گردند.

ماهیت مواد: کلیدی ترین دلیل فرسایش همین مورد می باشد. زیرا هنگامی که دو عنصراختلاف پتانسیل داشته باشند سبب افزایش فرسودگی میشود.

خوردگی فلزات و راههای جلوگیری از آن

درابتدا به شرح خورندگی فلز، علت فرسودگی ، عوامل تاثیرگذار و انواع آن پرداخیتم. پس ازشناخت مفاهیم پایه و عوامل مشخص شد که فرسودگی فلز واکنشی بدیهی در این صنعت می باشد. اگر نتوان مانع از پیشرفت خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن شویم جبران خسارت ناشی از فرسودگی به مراتب زیان بار تر و سخت تر می باشد. دراینجا به انواع روش های پیش گیری از خوردگی فلزات می پردازیم.

پوشش سطحی:

یک پوشش عایق که عاری از شکاف و هرگونه آسیب می تواند باعث جلوگیری از تماس بین بستر و محیط (اتمسفر، مواد شیمیایی و …) گردد.

رنگ آمیزی فلزات:

یکی ازبهترین راه های جلوگیری از خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن ، رنگ آمیزی آنهاست. نحوه درست رنگ آمیزی و پوشش آنها با ضخامت مناسب میزان زیادی در کارا بودن این روش موثر می­باشد. باید در نظر داشت که هر رنگی نمی تواند برای پوشش فلز مناسب باشد و حتما باید انتخاب دقیق و مناسبی باتوجه نوع فلز و محیط در نظر گرفت.

محافظت آندی:

زمانی که فلز با فولاد آلیاژ آهن (قلع) یا فلز کمتر فعال پوشانده می شود، محافظت آندی گفته می­شود.

استفاده از بازدارنده های خوردگی در خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن 

یک روشی موثر برای کاهش خوردگی فلزات و راهکارهای جلوگیری از آن  استفاده از تکنیک های پراکندگی می باشد که با استفاده از بازدارنده به عنوان محلول یا پوشش محافظ استفاده کرد.