×

خطا

the Root category doesn't contain any sub categories, let rootid empty or set rootid to a correct value

انواع خوردگی

رای دهی: 0 / 5

غیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستاره
 

یکی از مباحث بسیار مهم علمی، فنی، اقتصادی که کمتر از صد سال است توجه عده ای از دانشمندان و محققان را به خود جلب نموده و مطالعات بسیار زیادی برروی آن انجام گرفته و می گیرد ، موضوع خوردگی بویژه خوردگی فلزات می باشد .

اگر وسیله یا ماده ای در یک محیط شیمیایی قر ار گیرد و با آن محیط یک واکنش شیمیایی برقرار کندآن ماده یا وسیله دچار خوردگی می شود که این پدیده ضررهای بسیاری چه از نظر اقتصادی و چه از نظر منابع و ایمنی برای آدمی در پی دارد . به

همین دلیل باید روش هایی را انتخاب کنیم که حتی المکان از واکنش بین وسیله و محیط جلوگیری شود.

کلیه محیط ها تا حدودی خورنده می باشند مثلا هوا و رطوبت، آبها، محیط های آلوده و صنعتی، بخار آب، گازها، محیط

های اسیدی و قلیایی، خاکها، حلالها،روغن ها، محصولات غذایی و غیره . جلوگیری از این پدیده بسیار مشکل و چه بسا می توان

گفت غیر ممکن است ولی این را می توان گفت که زمان اتفاق این پدیده را می توان به تاخیر انداخت. یعنی باید ماده با محیط

واکنش ندهد تا خورده نشود یا اینکه روشهایی را برای پیشگیری و کند کردن فرایند پیشنهاد نمود.

همانطور که می دانیم واکنش های الکتروشیمیایی خوردگی به طور کلی به صورت زیر نمایش داده می شوند:

M ® Mn + + ne-

واکنش های خوردگی در محیط های از قبیل آب شیرین یا آب دریا و محلول نمک ها و محلول های قلیایی نیز صورت می

گیرد. در این گونه سیتم ها خوردگی موقعی بوجود می آید که اکسیژن در محیط عمل وجود داشته باشد . محلول های

آبی،اکسیژن موجود در هوا را به سرعت در خود حل می کنند که منشاء اکسیژن لازم در واکنش های خوردگی می باشد . نمونه

[ بارز این نوع خوردگی زنگ زدگی آهن در مجاورت هوای مرطوب یا آب است : [ ۸

2 2 3 4Fe + 6H O + 3O ® 4Fe(OH )

که در نتیجه آن تولید هیدروکسید فریک غیر مح لول و به رنگ قرمز – قهوه ای می شود. کاملا دانسته شده است که خوردگی

[ در محیط هایی که اکسیژن وجود دارد خیلی بیشتر از زمانی است که اکسیژن وجود نداشته باشد.[ ۱

[۲] ، [۳] ، [ تسریع کننده های خوردگی عبارتند از :[ ۴

که باعث افزایش واکنش احیاء می شوند و خوردگی را افزایش می ...... ،Cu2+ ، Fe وجود ناخالصی هایی مانند : + 3 ·

دهند.

افزایش پتانسیل الکترود ·

وجود کاتد بزرگ در برابر آند کوچک ·

در بعضی از محیط ها ایجاد اختلاط باعث افزایش سرعت خوردگی می شوند. ·

همچنین راههایی هم وجود دارد که از این پدیده جلوگیری کند که این راهها عبارتند از :

حفاظت کاتدی ·

حفاظت آندی که با کاهش پتانسیل از خوردگی جلوگیری به عمل می آورد. ·

انتخاب ماده ای که مخالف محیط های واکنش پذیر باشند. ·

استفاده از پوشش های مختلف متناسب با آن محیط خورنده که عبارتند از پوشش های فلزی – آلی و معدنی ·

استفاده از یک طراحی مناسب ظر وف و مخازن که رسوب و ماده خورنده و واکنش پذیر را از سیستم بیرون کند و ·

.[ خوردگی را به تاخیر بیاندازد، [ ۸] و [ ۷

همانطور که می دانیم خوردگی دارای انواع مختلفی می باشد:

خورگی شکافی ، (Galvanic or Two Metal ) خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی ، (Uniform Corrosion ) خوردگی یکنواخت

خوردگی ، (Erosion ) خوردگی سائیدگی ، (Intergranular) خوردگی مرزدانه ، (Pitting) خوردگی حفره ای ، (Crevice )

.(Fatigue) و خوردگی خستگی (Stress) خوردگی تنشی ، (Cavitation) محفظه ای

این تحقیق به خوردگی شکافی اختصاص یافته است و دلایل بروز این نوع خوردگی و راههای جلوگیری از آنرا بررسی می کند.

۲-خوردگی شکافی

پدیده خوردگی شکافی توسط دو دانشمند خوردگی در شوروی سابق به نامهای پروفسور توماشوف ١ و پروفسورچرنووا ٢

بصورت مفصل بحث گردیده است، [ ۹]. غالبا در داخل شکاف ها و درزها و یا نقاط ی از سطوح فلزات که روی هم قرار گرفته و

سبب ایجاد گوشه ها و حفره های مخفی و فضاهای راکد می شود، به همراه یک محیط خورنده،خوردگی با شدت بیشتری

مشاهده می گردد . این نوع خوردگی معمولا به علت وجود مقادیری محلول ( به حالت راکد) در حفره ها، سطوح واشرها، اتصال

های روی هم، زیر پوشها و رسوبات سطحی ، شکاف های زیر پیچ ها و مهره ها و یا سرپیچ ها ایجاد می گردد به همین دلیل به

موسوم است. (Gasket Corrosion ) یا (Crevice Corrosion) ، (Deposit Corrosion) نامهای

-عوامل بوجود آورنده خوردگی شکافی

خوردگی شکافی به علل متفاوتی به شرح زیر ایجاد می شود:

وجود رکود در سیستم که باعث رسوب و شروع نفوذ در منطقه ای از فلز شود. ·

به دام افتادن محلول در یک فضای کوچک که متاثر از تلاطم محیط نباشد (همانطور که قبلا بیان گردید). ·

اختلاف غلظت : هرگاه اختلاف غلظتی بوجود آید، این اختلاف باعث بوجود آمدن یک نیروی محرکه شده و خوردگ ی ·

شکافی از ا ینجا شروع می شود . البته تا چندی پیش تصور می شده که خوردگی شکافی صرفاً ناشی از وجود اختلاف

در غلظت یونهای فلزات یا غلظت اکسیژن در داخل شکاف و فضای خارج آن است و به همین علت از اصطلاح

خوردگی توسط پیل غلظتی استفاده می کردند ولی بررسی های اخیر نشان داده که اگرچه اختلاف غلظت یون فلز و

اکسیژن نیز در این مسئله دخالت می نمایند ولی عامل اصلی نمی باشند و فقط برای شروع خوردگی لازم است.

یونهای کلر و هیدروژن هر دو باعث تسریع انحلال فلزات و آلیاژها می گردند . این : H+،Cl- وجود یونهایی مانند ·

یونها در اثر مهاجرت و هیدرولیز در داخل شکاف بوجود می آیند.

[ ۴-مکانیزم خوردگی شکافی[ ۳

به طور کلی خوردگی شکافی در سه مرحله: شروع، توسعه و تداوم به وقوع می پیوندد.

(M الف)مرحله شروع( انحلال فلز

در این مرحله اتمهایی از فلز که دارای سطح انرژی بالاتری هستند و فعالترند در واکنش شرکت می نمایند.

M ® Mn + + ne-

ب)مرحله توسعه( احیاء اکسیژن)

الکترون حاصل از تشکیل یون فلز بلافاصله توسط واکنش اح یاء اکسیژن به مصرف می رسد ، همچنین به ازاء تولید هر

یون فلز در محلول یک یون هیدروکسید نیز تولید می شود ، شکل ۶؛ به طوری که بعد از مدتی کوتاه اکسیژن موجود در شکاف

در نتیجه جابجایی تخلیه می شود و عمل احیاء اکسیژن در این ناحیه متوقف می گردد.

O + 2H O + 4e - ® 4OH -

تا این مرحله خوردگی بوجود نمی آید ولی با افزایش زمان قرار گرفتن قطعه در معرض خوردگی تاثیر تخلیه اکسیژن

آشکار تر می گردد ، شکل ۶ ؛ زیرا با وجود اینکه احیاء اکسیژن دیگر ادامه نداشته ولی انحلال فلز ادامه می یابد . در نتیجه این

عملیات غلظت کلر و فلز در داخل شکاف افزایش پیدا می کند و واکنش آن با آب می شود:

( H+ و تولید Cl- ج) مرحله تداوم( شرکت

M+ +Cl - +H O ® MOH + H + +Cl - 2 ( )

این رابطه نشان می دهد که محلول آبی کلر و فلز تجزیه شده با هم واکنش داده و تولید هیدروکسید غیرمحلول مربوطه

و یک اسید می نماید . در ا ین حالت یونهای کلر و هیدروژن هر دو باعث تسریع انحلال فلزات می گردند (واکنش احیاء یونها ی

هیدروژن نیز به واکنش اح یاء اکسیژن افزوده می شود و خوردگ ی شدت می یابد). از آنجایی که این یونها در اثر مهاجرت و

می گردند ، شکل ۷. آزمایشها نشان داده اند که M هیدرولیز در داخل شکاف وجود دارند لذا سبب افزایش میزان انحلا ل فلز

۲ می رسد و در نتیجه - از ۷ در این منطقه به حدود ۳ PH ۳ برابر محیط مجاور شده و - غلظت یون کلر در داخل شکاف ۱۰

واکنش تسریع می گردد.

برای مثال در مورد فلز آلومینیوم :

الف ) Al ® Al 3+ + 3e -

ب ) O2 + 2H 2O + 4e - ® 4OH -

ج ) (Al + + 3Cl - ) + 3H 2O ® Al (OH )3 + 3H + + 3Cl -

روشهای پیشگیری از این نوع خوردگی

روشهای معمول جهت کاهش و مبارزه با حملات این نوع خوردگی عبارتند از : استفاده از اتصالات جوشی لب به لب به

جای پیچ ، جوشکاری صحیح و دقیق ، ایجاد امکان تخلیه کامل ظروف و دستگاهها در طراحی آنها و حذف گوشه های تیز و

تند و نیز نقاطی که امکان تجمع و سکون مواد در آن باشد، خارج سازی مواد جامد از سیال، استفاده از واشرهایی که خاصیت

جذب آب و رطوبت نداشته باشند، استفاده از فیلتراسیون جهت بیرون کردن ذرات ناخالص معلق در محیط محلول [ ۱] 

۶-بررسی روش پیشنهادی جهت جلوگیری از خوردگی شکافی

(Steel) و فولاد آشنایی با فلزات مورد آزمایش آلومینیوم 

در این کار تاثیر خوردگی شکافی برروی فلزات آلومینیوم و فولاد کربنی مورد مطالعه قرار گرفته است لذا لازم است در

مورد فلزات مذکور اطلاعاتی بیان گردد.

-آلومینیوم:

در این آزمایش از فلز آلومینیوم معمولی رایج در صنایع فلزی استفاده شده است . چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارز ش

آلومینیوم کاربردی ترین فلز بعد از آهن است . برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از : حمل و نقل ، بسته بندی،

ساختمان ، کالاهای بادوام مصرف کننده و خطوط انتقال الکتریکی و نیز ماشین آلات . ترکیب انواع گوناگون آلومینیوم

های صنعتی را نشان می دهد

-فولاد:

در این آزمایش از فولاد کربنی که در اکثر صنایع مانند صنعت نفت و گاز و صنایع دریایی کاربرد دارد استفاده شده است .

۱% کبرن دارند و غالبا با فلزهای دیگر همراهند به کار می رود . / برای آلیاژهای آهن که تا حدود ۵ (Steel) اصطلاح فولاد

خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده برروی آن و فلزهای آلیاژدهنده موجود در آن بستگی

۰/ ۰ و ۶ / ۰ درصد کربن دارد برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می شود . فولا د متوسط ۲ / دارد. از فولادی که تا ۲

درصد کربن دارد و آنرا برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی به کار می برند.

انواع خوردگی

خوردگی از 8 روش می تواند به سطوح فلزی حمله کند . هشت دلیل موجه برای به کارگیری کامپوزیت ها در سازه های نظامی و غیرنظامی . این 8 روش عبارتند از :

حمله یکنواخت Uniform Attack

در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود ، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .

خوردگی گالوانیک Galvanic Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت ( یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز ) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند . در منطقه تماس ، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود . در این فرآیند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود .

خوردگی شکافی Crevice Corrosion

این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک ، بین دو جزء گیر کند . با پیشرفت واکنش ، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد . بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی Selective Leaching

این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرآیند خوردگی ترجیحی و عموما ً با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود . متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است . ولی آلومینیوم ، آهن ، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند .

خوردگی درون دانه ای Intergranular Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد . چندین عامل می توانند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازند . از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی .

خوردگی حفره ای Pitting Corrosion

این نوع خوردگی تقریبا ً همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است ؛ چون در این خوردگی ، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش ، به راحتی دچار شکست می شود . معمولا ً عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات ، ماده سوراخ می شود .

خوردگی فرسایشی Erosion Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند ( به عنوان نمونه مایع یا دوغابی که درون یک لوله جریان دارد ) یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی ، سایش Fretting است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید . این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود .

خوردگی تنشی Stress Corrosion

این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد . ترکیب این عوامل با هم ، ترک هایی را در جزء تحت تنش آغاز می کند . 

logo-samandehi

آگهی‌های مرتبط با مواد اولیه