با 5 نوع خوردگی فلزات آشنا شوید
به طور کلی می توان عواملی را که در فرآیند خوردگی حائز اهمیت هستند به دو گروه عمده تقسیم کرد:
-عواملی که به خود فلز مربوط می شوند
-عواملی که در محیط وجود دارند
عواملی که به فلز مربوط می شوند، عبارتند از:
- پتانسیل الکتریکی یک فلز در محلول
- همجنسی فیزیکی و شیمیایی سطح فلز
- قابلیت تشکیل یک لایه محافظ غیر حلال
عواملی که در محیط وجود دارند عبارتند از:
- غلظت یون هیدروژن (PH) در محلول
- نفوذ اکسیژن در محلول مجاور به فلز
- ساختار و غلظت یونهای دیگر در محلول
- میزان جریان و شار محلول در تماس با فلز
- تشکیل یک لایه ته نشین محاغظ روی سطح فلز توسط محیط
- درجه ی حرارت
- تماس بین فلزات
روشهای آشکار سازی خوردگی
انواع خوردگی از نظر آشکار سازی به سه گروه اصلی تقسیم می شوند:
- خوردگیهایی که با چشم غیر مسلح قابل تشخیص هستند.
- خوردگیهایی که با استفاده از وسایل کمکی و روشهای ویژه قابل تشخیص هستند. همانند استفاده از روش تست مایعات نافذ (PT)، تست ذرات مغناطیسی (MIT) یا وسایل کمکی مثل انواع ذره بینها و ميکروسکو پها
- خوردگیهایی که فقط با میکروسکوپهای نوری یا الکترونی قابل تشخیص هستند.
انواع خوردگی از نظر شکل ظاهری و اثرات
1- خوردگی یکنواخت: (Uniform corrosion)
معمولی ترین و رایج ترین نوع خوردگی می باشد. در این نوع خوردگی یک واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی به طور یکنواخت در سرتاسر سطحی که در تماس با محلول خورنده است اتفاق می افتد، وقتی یک قطعه فولادی یا روی را داخل محلول اسید سولفوریک رقیق قرار می دهیم، معمولاً با یک سرعت ثابتی خورده می شود که می تواند مثال خوبی برای خوردگی یکنواخت باشد. خوردگی یکنواخت از لحاظ میزان فلز خورده شده بالاترین رقم را دارد ولی این نوع خوردگی از نقطه نظر فنی اهمیت چندانی ندارد. زیرا عمر تجهیزاتی که تحت تأثیر این نوع خوردگی قرار می گیرند را به راحتی می توان با آزمون کاهش وزن تخمین زد. این نوع خوردگی در مقایسه با انواع دیگر، کمترین خطر را داشته و از نقطه نظر بازرسی نسبتاً قابل تشخیص بوده و اثرات آن نیز قابل پیش بینی است. نمونه ای از این خوردگی در( شکل ۱) نشان داده شده است.
2- خوردگی حفره ای:
در این خوردگی حفره یا سوراخهایی در سطوح فلزات ایجاد می شوند. این نوع خوردگی اهمیت بیشتری نسبت به نوع قبل (خوردگی یکنواخت) دارد و آشکار سازی ، پیش بینی و از بین بردن آن مشکل تر است.
برخی از عوامل موثر در پیدایش خوردگی عبارتند از:
- صدمات شیمیایی یا مکانیکی موضعی وارده به لایه ی اکسیدی
- عوامل شیمیایی آب که می توانند سبب تجزیه ی لایه ی پسيو (Passive) شوند.
- آسیب موضعی به پوشش محافظ یا استفاده از پوششهای حفاظتی ضعیف
- عدم وجود یکنواختی در ساختار فلزی (وجود آخالهای غیرفلزی)
میزان این نوع خوردگی با ضخامت قطعه ی خورده شده نیز مرتبط است. به این معنی که هر چه ضخامت قطعه نازکتر باشد یا مقاطع خورده شده نازک باشند می تواند خطرناک تر باشد. این نوع خوردگی (شکل ۲) را می توان به وسیله ی روشهای مختلفی نظیر بازرسی چشمی ساده یک نمونه ی خورده شده یا تحت پایش شناسایی کرد.
3- خوردگی بین دانه ای: (Intergranular Corrosion)
خوردگی موضعی و متمرکز در مرزدانه ها یا نزدیک به آنها در حالی که خود دانه اصلا خورده نمی شود یا به مقدار جزئی خورده می شود را خوردگی بین دانه ای می گویند. به عبارت دیگر شکلی از خوردگی موضعی است که درآن مسیر باریکی ترجیحا در امتداد مرز دانه های یک فلز خورده می شوند. خوردگی بین دانه ای توسط ناخالصی های موجود در مرز دانه ها و کمتر شدن مرزدانه ها نسبت به یک عنصر آلیاژی در این نواحی است. این نوع خوردگی (شکل ۳) بر روی سطح ایجاد شده و به وسیله ی واکنش سلول محلی ایجاد شده در مجاورت یک مرز دانه پیشرفت می کند. هر چند جزئیات مکانیزم خوردگی بین دانه ای با سیستم فلزی تغییر می کند، ولی ظاهر فیزیکی آن در مقیاس میکروسکپی برای اکثر سیستمهای یکسان می باشد.
انواع خوردگی بین دانه ای:
پوسیدگی جوشی (خوردگی ناحیه جوشی)
وقتی دو قطعه فولاد زنگ نزن را به هم جوش می دهیم در اطراف ناحیه جوش ناحیه ای یافت می شود که به مدت نسبتا طولانی در محدوده ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد قرار می گیرد و منجر به حساس شدن فولاد می شود. به این نوع خوردگی، پوسیدگی جوش می گوییم.
راههای جلوگیری از پوسیدگی جوش شامل:
- عملیات حرارتی
- کاهش درصد کربن
- استفاده از فولادهای پایدار شده
خوردگی شیار چاقو
اگر قطعه ای را که از فولاد پایدار شده ساخته شده است را تنش گیری کنیم مقداری از کربن موجود و کاربید تیتانیم و نیوبیوم آزاد شده و با قرار گیری در دمای بین ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد فولاد حساس می شود که به صورت یک شیار کوچک در منطقه جوش ظاهر می شود. این نوع خوردگی، خوردگی شیار چاقو نامیده می شود.
4- خوردگی گالوانیکی: (Galvanic Cor rosion)
این نوع خوردگی اغلب به اشتباه با عنوان الکترولیز نیز بکار می رود. به زبان ساده خوردگی گالوانیکی به آسیبهای ناشی از تماس دو فلز در یک محیط الکترولیت خورنده اشاره دارد. زمانی که دو فلز غیر هم جنس در محیط الکترولیت قرار می گیرند، فلز کم نجیب (کم مقاوم در برابر خوردگی) در فعل و انفعالات آند ( قطب مثبت ) می شود و خیلی سریع شروع به خوردگی می کند. در حالی که فلز نجیب تر در این ترکیب، کاتد (قطب منفی) شده و خیلی کند تر خورده می شود. این فلزات را می توان در جداول موسوم به سریهای گالوانیکی مشاهده کرد.
راه های جلوگیری از خوردگی گالوانیکی:
- در صورت نیاز به کاربرد فلزات و آلیاژهای غیر همجنس بایستی از فلزات و آلیاژهایی که در جدول گالوانیکی بهم نزدیکترند استفاده کرد
- پرهیز از نسبت سطحی نامناسب کاتد بزرگ و آند کوچک
- عایق کردن فلزات و آلیاژهای غیر همجنس
- اگر لازم باشد بخشی از تجهیزات را باید رنگ و پوشش داد (توصیه می شود فقط کاتد را رنگ بزنید)
- استفاده از بازدارنده ها (در محیط های بسته)
- قطعات را طوری طراحی کنید که قسمت آند آنها ضخیم تر باشد و به راحتی قابل تعویض باشد.
5- خوردگی شیاری:
اکثرا در شیارها و نواحی دیگر روی سطوح فلز که حالت مرده دارند و در معرض محیط خورنده قرار گرفته اند خوردگی موضعی شدیدی اتفاق می افتد. این نوع خوردگی معمولا در نتیجه حجم کوچکی از محلولهای ساکن است که در داخل شیارهای نمونه سطوح در تماس با واشرها؛ محل روی هم قرار گرفتن دو فلز رسوبات سطحی و قسمتهایی که حالت مرده دارند ایجاد می شود.
روشهای جلوگیری از خوردگی شیاری:
- استفاده از جوشکاری به جای میخ و پرج و یا پیچ و مهره
- بستن شکافهای موجود در بین اتصالات (مثلا پوشش دهید)
- طراحی تجهیزات به نحوی که تخلیه کامل از آن امکان پذیر باشد.
- استفاده از واشرهای غیر جاذب رطوبت برای جلوگیری از خوردگی (مثل تفلون)
