چه چیزی باعث خوردگی می شود؟
خوردگی فرایندی است که در آن فلز هنگام تماس فیزیکی با گاز یا مایع تخریب می شود. این تماس باعث واکنش الکتروشیمیایی می شود که منجر به اکسیداسیون در سطح فلز می شود و اغلب با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. اکثر فلزات مستعد خوردگی هستند.
فلزات به طور گسترده ای در محیط های سخت مانند خودرو ، دریایی ، ساخت و ساز ، معدن ، هسته ای و نفت و گاز و تقریباً در همه جنبه های زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرند.
اگر مواد مورد استفاده خراب شوند و برای مقاصد مناسب نباشند ، خوردگی می تواند تأثیرات فاجعه آمیزی داشته باشد که به معنای پیامدهای مهم ایمنی ، حقوقی و مالی خوردگی و تخریب مواد فلزی است.
انواع خوردگی فلزات
مهندسی خوردگی ، تألیف مارس فونتانا و نوربرت گرین در سال 1967 ، هشت شکل خوردگی را شناسایی کرد. اینها شامل خوردگی حمله کلی ، خوردگی موضعی و ترک خوردگی محیط می شود.
متداول ترین نوع خوردگی در فلزات ، خوردگی عمومی است که در آن یک واکنش الکتروشیمیایی بر سطح فلز تأثیر می گذارد و باعث تجزیه آن می شود. هنگامی که سطح شکسته می شود ، فلز ضعیف می شود که منجر به شکست نهایی آن می شود.
جلوگیری از خوردگی
انتخاب فلز مناسب
یکی از ساده ترین راه ها برای جلوگیری از خوردگی ، انتخاب مناسب ترین فلز برای کار است.
آلومینیوم و فولاد ضد زنگ هر دو در برابر خوردگی مقاوم هستند. آلومینیوم دچار خوردگی نمی شود زیرا از لایه اکسیدی که به طور طبیعی ایجاد می شود محافظت می کند و فولاد ضد زنگ به دلیل افزودن کروم به آلیاژ در برابر خوردگی مقاوم است.
کروم از مواد با ایجاد یک فیلم محافظت می کند که از تماس گاز یا مایع در تماس با سطح جلوگیری می کند. آلیاژهای دیگر مانند آلیاژ آلومینیوم را می توان با آنودایز محافظت کرد.
این جایی است که یک لایه ضخیم اکسید آلومینیوم با فرآیند اکسیداسیون کنترل شده ایجاد می شود.
حفاظت کاتدی یا آندی
محافظت در برابر خوردگی از طریق روشهای کاتدی یا آندی در مجموع به عنوان “پوشش قربانی” شناخته می شود. این جایی است که فلز پایه با فلز دیگری که بیشتر یا کمتر مستعد خوردگی است ، پوشانده شده است.
برای محافظت کاتدی از فلزات ، یک فلز پایه مانند فولاد با فلز دیگری مانند روی گالوانیزه می شود. روی فلزی است که سریعتر از فولاد خورده می شود بنابراین وقتی اکسیداسیون روی صورت می گیرد ، اکسیداسیون فولاد مهار می شود.
از آنجا که روی ابتدا اکسید می شود ، روی قربانی می شود و فولاد از محافظت آن سود می برد. این فرآیند حفاظت برای فلزات مورد استفاده در خطوط لوله و صنایع دریایی و نفتی مفید است.
با حفاظت آندی ، از فلز کمتر فعال برای پوشش فلز پایه مهم استفاده می شود. قلع فلز کمتری نسبت به فولاد است و با سرعت کمتری نسبت به فولاد اکسید می شود. تا زمانی که پوشش قلع در جای خود باقی بماند ، فولاد از اکسیداسیون محافظت می شود ، زیرا قلع اولین خط دفاعی است.
پوشش های رنگی یا پودری
پوشش های رنگی یا پودری مقرون به صرفه ترین راه برای جلوگیری از خوردگی فلزات هستند. رنگ یا پودر بین فلز و گاز یا مایع خورنده مانعی ایجاد می کند.
پوشش های پودری را می توان روی آلومینیوم ، فولاد ، برنز ، مس ، برنج یا تیتانیوم اعمال کرد و در طیف وسیعی از ارائه ها از جمله اکریلیک ، اپوکسی و پلی استر موجود است.
پوشش پودری با اسپری کردن آن روی فلز تمیز و سپس گرم کردن فلز تا پودر با آن جوش داده می شود ، سطح نهایی تمیز و صاف است که در مدت زمان طولانی محافظت می کند.
بازدارنده های خوردگی
بازدارنده های خوردگی، خوردگی را سرکوب می کنند و یا به عنوان یک پوشش سطحی محافظ یا به عنوان یک محلول که باعث ایجاد واکنش شیمیایی برای ایجاد یک فیلم بر روی سطح فلز برای جلوگیری از اکسیداسیون می شود ، استفاده می شود.
پوشش های محافظتی شامل اکسیدهای فلزی هستند که توسط فرآیندی به نام پسیواسیون اعمال می شوند.
بازدارنده های خوردگی بیشتر در تولید شاسی خودرو به صورت تجاری استفاده می شوند و برای اطمینان از حداکثر محافظت باید در هر دو قسمت داخلی و خارجی فلز اعمال شوند.
نگهداری و نظارت
نظارت بر وضعیت فلزات ، به ویژه فلزاتی که در محیط های سخت استفاده می شوند ، می تواند به جلوگیری از خوردگی کمک کند.
بازرسی و نظارت منظم بر وضعیت سطح ، جستجوی ترک و شکاف ، در کنار برنامه تعمیر و نگهداری فعال می تواند طول عمر فلزات مورد استفاده را افزایش دهد. تعمیرات را می توان اعمال کرد یا اجزاء را قبل از آسیب طولانی مدت به سازه ها یا اجزای تشکیل دهنده جایگزین کرد.
حفاظت از خوردگی محیط
می توان با اقدامات محاسبه شده محیطی از خوردگی جلوگیری یا کاهش داده شود. هنگامی که اقدامات لازم برای کنترل محیط های تهاجمی انجام می شود ، واکنش های شیمیایی که باعث خوردگی می شوند می تواند به طور چشمگیری کاهش یابد.
اقدامات برای کاهش خطر خوردگی می تواند شامل کنترل سایر مواد شیمیایی خارجی و کاهش قرار گرفتن در معرض محلول های شور باشد.
با اطمینان از انتخاب فلز مناسب برای یک کار خاص ، یا اینکه درجه انتخاب شده دارای خواص شیمیایی مناسب برای استفاده در یک محیط خاص است ، می توان آسیب به سازه ها را به حداقل رساند یا از آن جلوگیری کرد.
صرف وقت برای تحقیق در مورد درجه مناسب می تواند در منابع ، زمان و پول صرفه جویی کند.