انواع خوردگی وروشهای پیشگیری از آن

بدضعیفمتوسطخوبعالی (4٫08 از 5)
Loading...

خوردگی را به روش‌های مختلف طبقه‌بندی نموده‌اند ولی عمومی‌ترین آن‌ها طبقه‌بندی بر اساس ظاهر و شکل فلز خورده شده می‌باشد.به این روش با مشاهده فلز خورده شده با چشم غیر مسلح به راحتی می‌توان نوع خوردگی آن را مشخص نمود.در بین انواع خوردگی می‌توان نه نوع منحصربه فرد را پیدا نمود ولی تمام آن‌ها کم و بیش وجه متشابهی دارند که به شرح ذیل می باشند :
خوردگی یکنواخت Uniform Attack
خوردگی گالوانیک یا دو فلزی Galvanic or two Metal. Corr
خوردگی شیاری Grevice Corrosion
حفره‌دار شدن Pitting
خوردگی بین دانه‌ای Inter Granular. Corrosion
جدایش انتخابی Selective Leaching
خوردگی سایشی Erosion Corrosion
خوردگی توأم با تنش Stress Corrosion
خسارت هیدروژنی Hydrogen damage
خوردگی یکنواخت

خوردگی یکنواخت معمول‌ترین و متداول‌ترین نوع خوردگی است معمولاً به وسیله یک واکنش شیمیای یا الکتروشیمیایی به طور یکنواخت در سرتاسر سطحی که در تماس با محلول خورنده قرار دارد، مشخص می‌شود فلز نازک و نازک‌تر شده و نهایتاً از بین می‌رود یا تجهیزات مورد نظر منهدم می‌شوند مانند خورده شدن یک قطعه فولادی یا روی در داخل یک محلول رقیق با سرعت یکسانی در تمام نقاط قطعه خورده می‌شود. این نوع خوردگی بالاترین آمار را دارد و عمر تجهیزات خورده شده را با قرار ددن نمونه‌هایی در داخل محلول خورنده می‌توان تخمین زد.

روش جلوگیری از خوردگی یکنواخت

خوردگی یکنواخت را به سه طریق می‌توان کنترل و یا کم کرد که ممکن است یک نوع و یا دو نوع را با همدیگر انجام داد.
انتخاب مواد و پوشش صحیح
به وسیله ممانعت‌کننده‌ها
استفاده از حفاظت کاتدی
خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی

هنگامی که دو فلز غیر همجنس که در تماس الکتریکی با یکدیگر هستند در معرض یک محلول هادی یا خورنده قرار بگیرند. اختلاف پتانسیل بین آن دو باعث برقرای جریان الکترون بین آن‌ها می‌شود. فلزی که مقاومت خوردگی کمتری دارد آندی شده و خورده می‌شود. فلز مقاومت‌تر از نظر خوردگی کاتدی می‌شود که معمولاً‌ خیلی کم و یا خورده نمی‌شود. به دلیل وجود جریان‌های الکتریکی بین فلزات غیر هم جنس این نوع خوردگی، خوردگی گالوانیکی یا دو فلزی اطلاق می‌شود.
برای مثال خوردگی در یک فلز (آلومینیوم) به شدت اتفاق می‌افتد و در فلز دیگر (فولاد) کاهش یافته یا متوقف می‌گردد. بنابراین اولین چیزی که در این مورد سطوح می‌باشد این است که از دو فلزی که به روی هم اثر می‌کنند کدام فلز در حالت اول و کدام فلز در حالت دوم قرار می‌گیرد. پاسخ این سؤال به وسیله جهت جریان الکتریکی ناشی از اثر گالوانیکی از یک فلز (آند) به فلز دیگر (کاتد) قرار گرفته در یک محلول خورنده داده خواهد شد. با اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل دو فلز در محلول مورد نظر این جهت را در هر مورد می‌توان تعیین نمود. در مورد جفت گالوانیکی آلومینیوم و فولاد مشخص شده است که آلومینیوم به صورت یک آند عمل می‌کند.

پتانسیل خوردگی و جهت اثرات گالوانیک

پتانسیل فلز در محلول وقتی که خورده می‌شود به انرژی که آزاد می‌شود، بستگی دارد. این پتانسیل تنها در یک مقدار نسبی قابل اندازه‌گیری می‌باشد. برای مثال با قرار دادن یک فلز خیلی فعال مانند روی و یک فلز با فعالیت کمتر مانند مس در یک محلول کلرید سدیم می‌توان جهت جریانی که توسط اثر گالوانیک آن‌ها تولید می‌گردد، اندازه‌گیری نمود. چنین آزمایشی را می‌توان با تمام فلزات ممکن در هر محلول خورنده تکرار نمود.با توجه به نتایج آزمایشات به دست آمده، امکان مرتب کردن فلزات در یک گروه که سری گالوانیک نامیده می‌شود فراهم می‌شود. اگر آزمایشات در محلول‌های مختلف با غلظت‌های مختلف کلرید سدیم، میزان هوادهی متفاوت، سرعت حرکت و یا دماهای مختلف انجام گیرد مقادیر گزارش شده می‌تواند با یکدیگر اختلاف داشته باشند و در این حالت محل بعضی فلزات نسبت به هر یک از فلزات دیگر به صورت یک سری گالوانیک جدید تغییر نماید.
سری گالوانیک

بطور کلی پتانسیل الکتریکی فلزات دارای هیچ مقداری بطور مطلق و مستقل از فاکتورهای مؤثر بر خواص خوردگی محلولی که در آن اندازه‌گیری انجام می‌شود، نمی‌باشد. مقدار پتانسیل می‌تواند از یک محلول به محلول دیگر یا هنگامی که یک محلول به وسیله فاکتورهائی از قبیل دما، هوادهی و سرعت حرکت تأثیر می‌پذیرد، تغییر کند. بنابراین برای پیش‌بینی پتانسیل فلزات و در نتیجه جهت اثر گالوانیکی آن‌ها در یک محیط، بجز با اندازه‌گیری پتانسیل و در نظر داشتن شرایط دقیق آن محیط هیچ راهی وجود ندارد، به عنوان مثال روی بطور طبیعی نسبت به آهن در دمای محیطی منفی‌تر یا آندیک‌تر می‌باشد. همان‌طور که در جدول گالوانیک نشان داده شده است. با وجود این اختلاف پتانسیل با افزایش دما تغییر کرده و افزایش می‌یابد تا زمانی که اختلاف پتانسیل در دمای ۶٠ درجه سانتیگراد ممکن است صفر یا دقیقاً برعکس شود.در هر صورت وضعیت شرایط فلزات نسبت به هم آنطور که گفته شد در بسیاری مواقع خیلی هم تغییر نمی‌کند و تمایل نسبی فلزات به خوردگی در خیلی از محیط‌هائی که از آن‌ها استفاده می‌شود تقریباً یکسان باقی می‌ماند. در نتیجه موقعیت‌های نسبی آن‌ها در سری گالوانیک ممکن است در خیلی محیط‌ها تقریباً یکسان باشد. از آنجائی که بیشتر اندازه‌گیری‌های پتانسیل و رفتار گالوانیکی فلزات در مقایسه با سایر محیط‌ها بیشتر و در آب دریا انجام شده است، در نتیجه بیسشتر سری‌های گالوانیک بر اساس این آزمایشات فلزات را تنظیم کرده‌اند و لذا از این جداول می‌توان به منظور احتمالات اولیه در مورد اثرات گالوانیکی در سایر محیط‌ها زمانی که مستقیماً نتایج قابل اجراتری از آن محیط در دسترس نباشد، استفاده نمود.در یک جفت گالوانیک شامل دو فلز قرار گرفته شده در این جدول، خوردگی طبیعی فلزی که موقعیت بالاتری در جدول دارد، احتمالاً شدیدتر می‌شود. در حالی که خوردگی فلز پائین‌تر جدول احتمالاً کاهش می‌یابد یا کاملاً متوقف می‌شود. فلزات با پتانسیل خوردگی مثبت‌تر بی‌اثر یا کاتدیک نامیده می‌شوند و فلزات با پتانسیل خوردگی مثبت‌تر بی‌اثر یا کاتدیک نامیده می‌شوند و فلزات با پتانسیل خوردگی منفی‌تر به عنوان فلزات یا آلیاژهای آندیک یا فعال شناخته می‌شوند.توجه کنید که در این جدول چندین فلز در یک گروه قرار گرفته‌اند که احتمالاً اختلاف پتانسیل آن‌ها نسبت به هم زیاد نمی‌باشد بنابراین می‌توان آن‌ها را بدون اثرات گالوانیکی قابل ملاحظه در بسیاری از محیط‌ها در کنار یکدیگر قرار داد.
مقدار اثر گالوانیک

تا اینجا ما فقط جهت اثر گالوانیک را با تعیین پتانسیل نسبی فلزات در یک جفت گالوانیکی مورد بررسی قرار داده‌ایم. در حالی که در عمل ما بیشتر با شدت اثرات گالوانیکی که رخ می‌دهد مواجه هستیم. این شدت با مقدار جریان یا اصطلاحاً شدت جریان (جریان واحد سطح) تعیین می‌شود.بر طبق قانون اهم، مقدار جریان تولید شده توسط جفت‌های گالوانیکی که اختلاف پتانسیل آن‌ها زیاد است، در یک مقاومت معین مستقیماً با ولتاژ متناسب می‌باشد. به عنوان مثال، اختلاف پتانسیل دو فلز روی و مس در آب دریا ٧٠٠ میلی ولت می‌باشد و این و جفت گالوانیکی می‌توانند جریان بیشتری (و در نتیجه خوردگی بیشتر) از سایر جفت‌های گالوانیکی که اختلاف پتانسیل کمتر دارند، مثل NAVAL BRASS و مس (با ۴٠ میلی ولت پتانسیل در آب دریا) تولید نمایند.پتانسیل‌هائی که گفته می‌شود پتانسیل‌هائی هستند که قبل از برقراری هر گونه جریان بین دو فلز اندازه‌گیری شده‌اند و بعضی وقت‌ها آن را پتانسیل جریان باز می‌گویند.
عوامل مؤثر در خوردگی گالوانیکی

Ø نیروی الکتروموتوری : که کاملا” در بالا اشاره شد .
Ø اثرات محیط
هر پدیده محیطی که به برقراری جریان الکتریکی بین دو الکترود مؤثر باشد در خوردگی گالوانیکی نیز مؤثر است مانند رطوبت هوا و بالا بودن دما و…
Ø فاصله دو الکترود
خوردگی گالوانیکی با فاصله دو فلز در محل اتصال نسبت دارد یعنی هرچه از فصل مشترک دو فلز دورتر شویم خوردگی و اثرات آن کاهش می‌یابد و در نزدیکی تماس، خوردگی شدیدتر می‌باشد.
Ø اثر سطح
یک فاکتور مهم دیگر در خوردگی گالوانیکی اثر سطح، یا نسبت سطح کاتد به سطح آند می‌باشد.
نسبت سطحی نامناسب مشتمل بر کاتد بزرگ و آند کوچک است.

برای یک مقدار معین جریان در پیل، دانسیته جریان برای الکترود کوچک به مراتب بزرگ‌تر است تا دانسیته جریان برای الکترود بزرگ‌تر. هرچه دانسته جریان در یک منطقه آندی بزرگ‌تر باشد سرعت خوردگی بیشتر است.خوردگی نواحی آندی ممکن است صد تا هزار برابر بیشتر از حالتی باشد که سطح آند یا کاتد برابرند.
تشخیص خوردگی گالوانیکی

قبل از بحث در مورد راه‌های جلوگیری از خوردگی گالوانیکی، لازم است اول اطمینان حاصل شود که خوردگی گالوانیکی اتفاق افتاده است. برای رخ دادن خوردگی از این نوع، وجود شرایط سه گانه زیر معمولاً ضروری است.دو فلز غیر هم جنس از نظر الکتروشیمی باید وجود داشته باشند.این فلزات باید بطور الکتریکی با یکدیگر تماس داشته باشند.این فلزات باید در معرض یک الکترولیت قرار گرفته باشند.تمام این شرایط برای اینکه خوردگی از نوع گالوانیکی رخ بدهد، باید وجود داشته باشند.به عنوان مثال، ملاحظه می‌شود که فولاد زنگ نزن ٨-١٨ (نوع 304:S 30400) در تماس الکتریکی با فولاد ضد زنگ 18-8MO (نوع 316: S31600) به سرعت خورده می‌شود. با مراجعه به جدول سری گالوانیکی می‌توان متوجه شد که خوردگی پیش آمده از نوع خوردگی گالوانیکی نمی‌باشد. بنابراین با جداسازی این دو فلز مقاومت خوردگی 18-8SS بهبود نمی‌یابد.همچنین در مثالی دیگر دیده می‌شود که یک قطعه آلومینیوم متصل به چدن که در روغن موتور قرار دارد به شدت مورد حمله قرار می‌گیرد. به دلیل آنکه روغن موتور وبشتر مایعات ارگانیک الکترولیت نیستند بنابراین مشخص می‌شود که این خوردگی از نوع خوردگی گالوانیکی نمی‌باشد. در این مورد هم با جدا کردن دو فلز، مقاومت خوردگی آلومینیوم بهبود پیدا نمی‌کند.علاوه بر سه شرط گفته شده بالا در مورد شناخت خوردگی گالوانیک، جستجوی خوردگی موضعی نزدیک اتصالات بین دو فلز غیر هم جنس راه دیگری برای تشخیص بروز خوردگی از این نوع می‌باشد. خوردگی گالونیکی معمولاً در نزدیک فلز کاتد شده شدت بیشتری دارد. در شکل مربوط به اتصال ورقه آهن با پرچ مسی دیده می‌شود که خوردگی ورقه آهن نزدیک پرچ‌های مسی شدیدتر می‌باشد.
روش جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

برای جلوگیری از این خوردگی روش‌های مختلفی وجود دارد که گاهی یکی به تنهائی پاسخگو نمی‌باشد و باید دو یا سه نوع را با هم به کار برد.
حتی‌الامکان سعی شود از دو فلز که در جدول سری الکتروشیمیائی فاصله کمتری نسبت به هم دارند استفاده شود.
از نسبت سطحی نامطلوب، آند کوچک و کاتد بزرگ پرهیز شود. مخصوصاً در اتصالات
از خاصیت عایق‌ها دو فلز غیرهمجنس استفاده شود.
استفاده از پوشش‌ها مخصوصاً روی آند
استفاده از ممانعت‌کننده‌ها
در مورد موادی که در جدول گالوانیکی دور از یکدیگر می‌باشند از اتصالات پیچ و مهره بپرهیزید. به دلیل کم شدن ضخامت مؤثر در مرحله پیچ‌سازی سعی شود از اتصال زرد جوش BRAZING استفاده شود.
قسمت‌های آندی را طوری طراحی کنید که به سهولت قابل تعویض باشند یا آن‌ها را ضخیم‌تر انتخاب کنید تا عمر بیشتری داشته باشند.
به اتصال‌های گالوانیکی، فلز سومی که نسبت به دو فلز قبلی آند باشد متصل نمائید. (آند فداشونده)
٣- خوردگی شیاری

اکثراً در شیارها و نواحی دیگری روی سطح فلز که حالت مرده SHELDED AREAS دارنده و در معرض محیط خورنده قرار می‌گیرند خوردگی موضعی شدیدی اتفاق می‌افتد.این نوع خوردگی معمولاً همراه با حجم‌های کوچک محلول‌ها یا مایعات که در اثر وجود سوراخ سطوح واشرها، محل روی هم قرار گرفتن دو فلز LAPJOINIS، رسوبات سطحی و شیارهای زیرپیچ، مهره‌ها و میخ پرچ‌ها ساکن شده‌اند (حالت مرده) می‌باشد اتفاق می‌افتد به همین دلیل این نوع خوردگی، خوردگی شیاری یا لکه‌ای یا واشری نیز می‌گویند.
عوامل مؤثر در خوردگی شیاری

عوامل مؤثر در این نوع خوردگی در جدول زیر خلاصه شده است:

جدول 1-3 عوامل موثر در خوردگی شیاری

 

افزایش پارامتر در مقاومت خوردگی
پارامتر
کاهش می‌یابد
دانسیته جریان بحرانی آندی
IC
افزایش می‌یابد
پهنای شیار
W
افزایش می‌یابد
پتانسیل غیرفعال شدن
EP
کاهش می‌یابد
پتانسیل فعال
Ea

روش‌های جلوگیری از خوردگی شیاری

شیارها را در محل روی هم قرار گرفتن دو فلز با جوشکاری مداوم، کالک کردن CAULKING و یا لحیم‌کاری بپوشانید.
از ته‌نشین شدن مواد و تجمع آن‌ها در کف تانک‌ها و مخازن جلوگیری شود.
از ایجاد گوشه‌های تیز و نواحی مرده و ساکن در تجهیزات بپرهیزید.
بازرسی و تمیز تمودن مرتب تجهیزات
حذف جامدات معلق در فرآیند کارخانه‌ها
در مرحله خوابیدن کارخانه، مواد جاذب رطوبت WET PACKING MATERIALS را حذف نمائید.
در صورت امکان، محیط یکنواخت به وجود بیاورید مثلاً در پشت بند BACKFILL کردن یک خط لوله.
هر جا که ممکن باشد از واشرهای جامد که جاذب رطوبت نیستند NONABSOKBENT مانند تفلون استفاده نمائید.
4- حفره‌دار شدن

حفره‌دار شدن نوعی خوردگی شدیداً موضعی است که باعث سوراخ شدن فلز می‌شود. این سوراخ‌ها ممکن است قطرهای مختلفی داشته باشند، اما در اکثر موارد قطر آن‌ها کوچک است.حفره‌ها گاهی مجزا بوده و گاهی آنقدر نزدیک هم هستند که سطح زبری به وجود می‌آورند. معمولاً در صورتی که قطر دهانه محل خورده شده تقریباً مساوی یا کمتر از عمق آن باشد شکل حاصل را حفره می‌نامند.
خصوصیات حفره‌ها

حفره‌ها معمولاً در جهت نیروی جاذبه رشد می‌کنند اکثر حفره‌ها روی سطوح افقی به وجود آمده و به پائین رشد می‌کنند.
دوره شروع INITIATION حفره‌دار شدن معمولاً طولانی است و بسته به فلز و محیط این دوره‌ها بین چندین ماه یا سال طول می‌کشد ولی پس از تشکیل به سرعت رشد می‌کنند.
حفره‌ها موقع رشد تمایل به خالی کردن زیر سطح فلز UNDERCUT دارند و با سرعت دائماً افزاینده‌ای به داخل نفوذ می‌کنند.
حفره‌دار شدن در اثر یک واکنش آندی منحصربفرد است. این نوع خوردگی اتوماتیک است. یعنی واکنش‌های خوردگی در داخل حفره شرایطی را به وجود می‌آورند که محرک ادامه خودشان هستند.
اکثر انهدام‌های ناشی از حفره‌دار شدن در اثر کلرورها و یون‌های حاوی کلر می‌باشند. بنابراین در محیط‌های آبی و نمک‌دار و هیپوکلریت‌ها (مواد سفیدکننده) BLEACHES این نوع خوردگی زیاد می‌شود.
حفره‌دار شدن معمولاً‌به همراه محیط خورنده در حالت ساکن و مرده مثل مایع درون یک تانک یا مایع جمع شده در یک قسمت غیرفعال سیستم لوله‌کشی اتفاق می‌افتد.افزایش سرعت حرکت محیط خورنده غالباً این نوع خوردگی را کاهش می‌دهد، مثلاُ یک پمپ از جنس فولاد زنگ نزن که برای انتقال آب دریا به کار می‌رود. اگر دائماً کار کند عمر بیشتری خواهد داشت تا در حال توقف‌های طولانی مدت (از نظر خوردگی).
چون حفره‌دار شدن یک نوع خوردگی موضعی و متمرکز است آزمایشات معمولی اندازه‌گیری تقلیل وزن را نمی‌توان برای ارزیابی یا حتی مقایسه در مورد آن به کار برد چون تقلیل وزن فلز خیلی کم بوده و عمق نفوذ را نشان نمی‌دهد.گرفتن عمق میانگین نیرو روش ضعیفی می‌باشد زیرا همواره عمیق‌ترین حفره است که باعث انهام می‌گردد.بنابراین مبنای اندازه‌گیری باید عمیق‌ترین حفره موجود باشد.
مکانیزم خوردگی حفره‌ای

برای توضیح مکنیزم خوردگی حفره‌ای می‌توان آن را در دو بخش اولیه یعنی شروع تشکیل حفره و بخش دوم که شامل فعالیت‌های اتوکاتالیتیک می‌باشد بررسی نمود.
بخش اولیه: پیدایش حفره INITIATION

یک قطعه فلز M عاری از هر گونه سوراخ یا حفره را در نظر بگیرید که در داخل محلول کلرورسدیم اکسیژن‌دار فرو برده شده است. اگر به هر دلیلی سرعت انحلال فلز بطور لحظه‌ای در یک نقطه خاص بالاتر باشد یون‌های کلر به این نقطه مهاجرت می‌کنند. چون یو‌های کلر انحلال فلز را تسریع می‌کنند شرایط مساعدی برای خوردگی سریع‌تر فلز در آن نقطه فراهم می‌شود.سرعت انحلال ممکن است در اثر یک خراش سطحی یا یک نابجائی که به سطح رسیده است یا نواقص دیگر یا غیر یکنواختی ترکیب شیمیائی محلول بطور لحظه‌ای در یک نقطه باشد.واضح است که در هر مرحله شروع و مراحل اولیه رشد یک حفره، شرایط تا حدودی ناپایدار می‌باشد.غلظت موضعی و بالای یون‌های کلر و هیدروژن ممکن است در اثر جابجائی ناگهانی محلول از بین بروند، زیرا هنوز عمق حفره آنقدر نشده است که محلول موجود در آن ساکن شده و از جریان محلول اصلی در امان بماند.
بخش دوم: خاصیت خودتکثیر حفره‌ها SELF STMULATING SELF PROPAYATINGS

این پدیده پس از تشکیل حفره با عمق مناسب که موجب ساکن بودن سیال در آن شود شورع می‌شود. برای توضیح این بخش شکل ذیل را در نظر بگیرید.فلز M به وسیله محلول نمک طعام اکسیژ‌دار AERATED در معرض حفره‌دار شدن قرار دارد.انحلال سریع فلز در داخل حفره واقع شده در حالی که احیا اکسیژن روی سطح مجاور انجام می‌شود، این واکنش خوردگی خود محرک و خود تکثیر می‌باشد.انحلال سریع فلز در داخل حفره باعث ایجاد بار مثبت اضافی در این ناحیه می‌شود که در نتیجه برای برقراری تعادل الکتریکی یون‌های کلر به داخل حفره مهاجرت می‌کند. بدین ترتیب در داخل حفره غلظت بالائی از MCL ایجاد می‌شود و در نتیتجه هیدرولیز غلظت بالائی از به وجود می‌آید.

اکسیداسیون
احیاء

یون‌های هیدروژن و کلر باعث تسریع انحلال اکثر فلزات و آلیاژها می‌گردند و شتاب واکنش با گذشت زمان زیادتر می‌شود. چون قابلیت انحلال اکسیژن در محلول‌های غلیظ تقریباً صفر است. هیچ‌گونه احیا اکسیژن در داخل حفره صورت نمی‌گیرد. واکنش کاتدی احیا اکسیژن در داخل حفره صورت نمی‌گیرد. واکشن کاتدی احیا اکسیژن روی سطح خارجی مجاور حفره باعث محافظت آن سطوح در مقابل خوردگی می‌شود، به عبارتی حفره‌ها بقیه سطح فلز را حفاظت کاتدی می‌کننند و به همین دلیل خوردگی حفره در جهت جاذبه زمین رشد می‌کند.

روش‌های جلوگیری از خوردگی حفره‌ای

Ø کلیه روش‌هائی که برای مبارزه با خوردگی شیاری ذکر گردید در این نوع خوردگی نیز مؤثر می‌باشد.
Ø استفاده از آلیاژهائی که در برابر حفره‌دار شدن بسیار مقاوم می‌باشند.
این نوع آلیاژها عبارتند از:

الف: فولاد زنگ نزن نوع ٣٠۴
ب: فولاد زنگ نزن نوع ٣١۶
ج: هستولیF، نیونل یا دوریمت ٢٠
د: هستولی C، یا کلریمت ٣
ه – تیتانیم
نکته : افزودن ممانعت‌کننده باید با دقت خاصی صورت گیرد به دلیل اینکه اگر خوردگی کاملاً متوقف نگردد، حفره‌دار شدن تشدید می‌شود.
5 – خوردگی بین دانه‌ای

در مبحث متالورژیکی در رابطه با دانه‌ها (کریستال‌ها) و مرزدانه‌ها توضیحاتی داده شد.اگر یک فلز در یک شرایط خاص ناپایدار شده و در نتیجه خورده شود، چون مرزدانه‌ها معمولاً کمی فعال‌تر از خود دانه‌ها می‌باشند، بنابراین خوردگی یکنواخت به وجود می‌آید اما تحت بعضی شرایط، مرزدانه‌ها نسبت به دانه‌ها خیلی فعال‌تر می‌شوند و خوردگی بین دانه‌ای به وجود می‌آید.خوردگی موضعی و متمرکز در مرزدانه‌ها یا نواحی نزدیک به آن‌ها در حالی که خود دانه‌ها یا اصلاً خورده نشده‌اند یا کم خورده شده‌اند خوردگی را بین دانه‌ای می‌نامند، آلیاژ پودر می‌شدو (دانه‌ها یا کریستال‌ها جدا می‌شوند) و یا استحکام خود را از دست می‌دهند.
خصوصیات خوردگی بین‌دانه‌ای

Ø خوردگی بین‌دانه‌ای به وسیله ناخالصی‌های موجود در مرزدانه‌ها، غنی شدن یا فقیر شدن DEPLETION مرزدانه‌ها نسبت به یک عنصر آلیاژی در این نواحی واقع می‌شود. مثلاً فقیر شدن مرزدانه‌ها نسبت به کرم باعث خوردگی بین دانه‌ای فولادهای زنگ نزن می‌گردد.
Ø این پدیده در حالت‌های حساس شدن SENSITIZATION فلزات به وجود می‌آیند. مثلاً فولاد زنگ نزن ٨-١٨ در محدوده‌ی 950 تا 450 اگر حرارت داده شوند حساس شده و مستعد خوردگی بین دانه‌ای می‌باشد.
روش‌های جلوگیری از خوردگی بین‌دانه‌ای

به دلیل اینکه این خوردگی بیشتر در فولادهای زنگ نزن اتفاق می‌افتد سه روش جلوگیری آن را در این مورد ذکر می‌کنیم:
در درجه حرارت بالا فلز تحت عملیات حرارتی محلولی قرار داده شود و سپس در آب سریع سرد شود.
اضافه کردن عناصری که تمایل شدیدی به واکنش و یکنواخت کردن آلیاژ دارند این عناصر را پایدارکننده‌ها می‌نامند.
تقلیل کربن فولاد به کمتر از ٠٣/٠ درصد تا کاربید کافی برای به وجود آمدن خوردگی بین دانه‌ای به وجود نیاید.عملیات حرارتی محلولی در صنعت، مشتمل بر حرارت دادن در ١٠۵٠ درجه سانتگراد تا ١١۵٠ و سپس سرد کردن سریع در آب می‌باشد. در این درجه حرارت‌ها کاربید کرم حل می‌شود و در نتیجه آلیاژ همگن‌تر و یکنواخت‌تر به دست می‌آید.
6- جدایش انتخابی SELECTIVE LEACHING

جدایش انتخابی، جدا شدن یکی از عناصر آلیاژی از آلیاژ جامد در فرآیند خوردگی می‌باشد. مانند جدا شدن روی از آلیاژهای برنج که به زدایش روی DEZINCIFICATION معروف است. برنج زرد معمولی از تقریباً ٣٠% درصد روی و ٧٠% درصد مس تشکیل یافته است. زدایش روی به سهولت با چشم غیرمسلح می‌توان تشیخص داد، زیرا آلیاژ قرمز رنگ مسی حاصل می‌شود که از رنگ زرد اصلی آلیاژ تمیز می‌باشد.دو نوع زدایش روی وجود دارد که به سهولت قابل تشخیص هستند.نوع لایه‌ای یا یکنواخت و نوع موضعی PLUG TYPE در نوع لایه‌ای یک سری لایه داخلی که تیره‌تر از سایر نقاط می‌باشد مشخص می‌گردد، این همان قسمتی است که روی خود را از دست داده و لایه خارجی برنج زرد خورده نشده است.در نوع موضعی به صورت ناحی تیره سوراخ‌هائی هستند که در آن محلول‌ها روی از دست رفته است و در سطح فلز پراکنده و مشخص می‌باشند که به صورت لکه‌لکه ظاهر می‌شوند. نوع لایه‌ای بیشتر در برنج‌هائی که درصد روی آن‌ها بالاتر است و در محیط‌های اسدیی واقع می‌شود اتفاق می‌افتد و نوع موضعی اغلب در برنج‌هائی که مقدار روی آن‌ها کم است و در شرایط خنثی، قلیائی یا کمی اسیدی قرار دارند اتفاق می‌افتد.در کل مکانیزم زدایش روی را می‌توان مشتمل بر سه مرحله دانست:

انحلال برنج (بر اساس فعال بودنروی و نجیب بودن مس).
باقیماندن روی در محلول
راسب شدن مس روی سطح برنج
گرافیته شدن

گاهی اوقات چدن خاکستری جدایش انتخابی از خود نشان می‌دهد مخصوصاً در محیط‌هائی که از نظر خوردگی نسبتاً متوسط می‌باشند.به نظر می‌رسد که سطح چدن گرافیته شده، زیرا سطح چدن ظاهر گرافیتی به خود گرفته و به سهولت می‌توان به وسیله قلم تراش آن را تراشید، به همین دلیل این پدیده را گرافیته شدن و گاهی خوردگی گرافیتی گویند که این نام‌گذاری غلط می‌باشد و در واقع جدایش انتخابی کربن از آلیاژ چدن می‌باشد.
روش‌های جلوگیری از جدایش انتخابی

کم کردن خوردگی محیط مثلاً حذف اکسیژن
حفاظت کاتدی
اضافه کردن فلزی دیگر به آلیاژ. مثلاً اضافه کردن ١% درصد قلع به برنج ٣٠-٧٠
استفاده از ممانعت‌کننده مانند افزودن مقادیر کمی آرسنیک و آنتیموان یا فسفر به آلیاژ برنج
برای محیط‌هائی بسیار خورنده که زدایش روی در آن‌ها اتفاق می‌افتد یا برای قطعاتی که از اهمیت بالائی برخوردارند و نباید به هیچ وجه خورده شوند از کوپرونیکل‌ها استفاده می‌کنند.
· کورپرونیکل‌ها آلیاژ ٧٠% تا ٩٠% درصد مس و ٣٠% تا ١٠% درصد نیکل می‌باشد. CUPRANICEL
7- خوردگی سایشی

خوردگی سایشی عبارت است از سرعت یافتن یا افزایش سرعت خوردگی یا از بین رفتن یک فلز در اثر حرکت نسبی بین یک مایع خورنده و سطح فلز.معمولاً این حرکت خیلی سریع است و اثرات سایش مکنیکی و یا سائیده شدن وجود دارد. یون‌های فلزی حل شده روی سطح فلز در اثر حرکت روی سطح باقی نمی‌ماند، یا محصولات جامد حاصل از خوردگی از سطح فلز به طریق مکانیکی کنده می‌شوند.گاهی اوقات حرکت باعث تقلیل سرعت خوردگی می‌گردد. مخصوصاً موقعی که تحت شرایط ساکن خوردگی موضعی اتفاق بیافتد. اما این خوردگی سایشی نیست زیرا سرعتد خوردگی افزایش نیافته است.
خصوصیات خوردگی سایشی

خوردگی سایشی دارای ظاهری شیادار GULLIES، موجی شکل، سوراخ‌های کروی شکل و ناهموار می‌باشد که در جهت خاصی قرار گرفته‌اند.
بیشتر در فلزاتی که سختی پائینی دارند و به سهولت صدمه می‌بینند مانند مس و سرب روی می‌دهد.
کلیه تجهیزاتی که در تماس با مایعات متحرک می‌باشند در معرض خوردگی سایشی قرار دارند مانند سیستم‌های لوله‌کشی مخصوصاً زانوها ELBOW، پیچ‌ها BENS، سه راهی‌ها TESE، شیرها VALVES، پمپ‌های دمنده، دستگاه‌های گریز از مرکز،پروانه‌هاIMPELLERS،به هم‌زن‌ها AGITATORS، تانک‌های متحرک AGITATED، لوله‌های مبدل حرارتی مانند بویلرها و کندانسورها، پره‌های توربین، افشانه‌ها، دودکش‌ها، گیوتین‌ها GUTTERS، زره‌های آسیاب PLATES WEAR و تجهیزاتی که در معرض پاشیدن (SPRAY) قرار می‌گیرند.
عوامل مؤثر بر خوردگی سایشی

پوست‌های سطحی:
ماهیت و خواص پوسته‌های محافظ سطحی که روی بعضی فلزات و آلیاژها تشکیل می‌گردد از نظر مقاومت در برابر خوردگی سایشی خیلی اهمیت دارد. برای مثال پوسته سطحی که سخت، متراکم، چسبنده و پیوسته باشد نسبت به موقعی که پوسته به سهولت سائیده و یا کنده شود حفاظت بهتری به وجود خواهد آورد.
اگر پوسته ترد باشد و تحت تنش ترک بخورد و خرد بشود دیگر محافظ نخواهد بود و محل مناسبی جهت خوردگی حفره‌ای می‌شود.
سرعت حرکت:
سرعت حرکت در خوردگی سایشی نقش مهمی به عهده دارد.افزایش سرعت حرکت معمولاً باعث افزایش خوردگی می‌گردد. اثر سرعت ممکن است تا رسیدن به یک سرعت بحرانی صفر یا کم باشد و به مجرد رسیدن به سرعت بحرانی به شدت افزایش یابد.معمولاً‌ افزایش سرعت از یک تا چهار فوت بر ثانیه تأثیر کمی بر سرعت خوردگی دارد اما سرعت 27/FT/SEC خوردگی شدیدی به وجود می‌آید که سرعت را سرعت بحرانی می‌نامند. برای مثال: برنز سیلیسیم در آب دریا با سرعت سرعت خوردگی آن 1mdd میلی‌گرم بر دسی مترمربع به روز می‌باشد و در سرعت به 2mdd و در سرعت به 254mdd می‌رسد. بنابراین سرعت سرعت بحرانی می‌باشد که در آن خوردگی کمترین سرعت را دارد و پس از آن به شدت خوردگی زیاد می‌شود. لازم به ذکر است ذرات معلق در سیال نقش افزاینده دارند. Miligram Per Square Decimeter/ Day
تلاطم یا آشفتگی: TURBULANCE
آشفتگی جریان سیال در تماس با سطح فلزات، مخصوصاً در مدخل ورودی لوله‌ها، لبه‌های تیز، شیارها، رسوبات، تغییر سریع سطح مقطع به دلیل به هم زدن و تلاطم بیشتر مایع نسبت به جریان آرام باعث افزایش خوردگی سایشی می‌شود.
برخورد: IMPINGMENT
این پدیده اثر خود را در مواقعی بروز می‌دهد که تجهیزات بخواهند جهت حرکت سیال را تغییر بدهند برای مثال یک زانو که می‌خواهد سیال را از حالت عمودی به افقی و یا بالعکس تغییر جهت دهد برخورد شدیدی در آن ناحیه ایجاد شده و باعث خوردگی در قسمت مزبور می‌شود.
مثال‌های دیگر پره‌های توربین بخار، جداکننده‌های تله‌ای اتصالات T در لوله‌کشی‌ها، اجزای خارجی هواپیماها و غیره…
کاربرد پوشش‌ها:
پوشش‌های سخت یا زره‌ها یا روکش‌های قابل تعویض، مشروط به اینکه از جنس مقاومی از نظر خوردگی ساخته شده باشند کاربرد مفیدی در خوردگی سایشی دارد.
8- خوردگی توأم با تنش

در نتیجه اعمال همزمان تنش‌های کششی و محیط خورنده روی فلز که ایجاد ترک‌های پراکنده می‌کند و در نهایت باعث خوردگی آن‌ها می‌گردد توأم با تنش یا SCC ایجاد می‌شود. بنابراین ترک‌ها و شکل ترک‌ها CRACK MORPHOLOGY نقش اساسی را در این نوع خوردگی دارند.
انواع ترک در خوردگی توأم با تنش

در SCC دو نوع ترک کلی دیده می‌شود:
ترک‌های بین‌دانه‌ای INTERGRANULAR
که این نوع ترک‌ها در طور مرزدانه‌ها حرکت می‌کنند مانند SCC بین دانه‌ای برنج.
ترک‌های میان دانه‌ای TANSGRANULAR
این نوع ترک‌ها از داخل دانه‌ها عبور می‌کنند مانند: SCC میان دانه‌ای در فولاد زنگ نزن. غالباً در یک آلیاژ، هر دو نوع ترک ممکن است به وجود بیایند. نوع ترک بستگی به محیط خورنده و ساختمان فلز دارد.ترک خوردن معمولاً در جهت عمود بر تنش اعملا شده اتفاق می‌افتد و بسته به ساختمان فلز و ترکیب شیمیائی محیط خورنده شکل ترک‌ها می‌تواند به صورت چند شاخه‌ای و یا شاخه شاخه باشند.
عوامل مؤثر در SCC

١- اثرات تنش

افزایش تنش، زمان شکست را کاهش می‌دهد و برای هر آلیاژ تنشی وجود دارد که در کمتر از آن شکست اتفاق نخواهد افتاد.حد تنش مجاز برای مصونیت از نظر SCC بستگی به درجه حرارت، ترکیب شیمیائی فلز و ترکیب شیمیائی محیط دارد. بطور کلی حد تنش مجاز بین ١٠% تا ٧٠% درصد تنش تسلیم است.
٢- زمان شکست

زمان در SCC پارامتر مهمی است، زیرا خسارت فیزیکی مهمی که در SCC اتفاق می‌افتد در مراحل نهائی صورت می‌گیرد. با نفوذ ترک‌ها به داخل فلز سطح مقطع مؤثر فلز کم می‌شود و در نتیجه تنش افزایش می‌یابد و نهایتاً شکست نهائی، مکانیکی خواهد بود.
٣- فاکتورهای محیطی

در حال حاضر الگوی کلی برای محیط‌هائی که در آلیاژهای مختلف باعث ایجاد SCC می‌شوند وجود ندارد.
SCC در بعضی محیط‌های آبی، نمک‌های مذاب، فلزات مذاب، مایعت معدنی فاقد آب اتفاق می‌افتد. وجود اکسیدکننده‌ها غالباً اثر زیادی بر تمایل به ترک خوردن دارد.
۴- فاکتورهای متالوژیکی

فاکتورهای مؤثرد ر SCC عبارتند از:
ترکیب شیمیائی متوسط، طرز قرار گرفتن کریستال‌ها (دانه‌ها)، ترکیب و توزیع رسوبات در داخل فلز، واکنش نابجائی‌ها با یکدیگر و میزان پیشروی حالت‌های فازی در آلیاژها. این فاکتورها به علاوه ترکیب شیمیائی محیط و تنش اعمال شده، زمان شکست را تعیین می‌کنند.
روش‌های جلوگیری از SCC

کم کردن تنش تا زیر حد مجاز مثلاً با کم کردن باروی فلز یا ضخیم‌تر کردن قطعه
حذف اجزا و ناخالصی‌های مضر محیط مانند دگازه کردن، دهینداله کردن یا تقطیر نمودن.
استفاده از آلیاژ مناسب مثلاً استفاده از اینکونل که دارای مقدار نیکل بیشتر می‌باشد به جای فولاد زنگ نزن
کاربرد حفاظت کاتدی
این مورد باید مواقعی به کار برده شود که مطمئن باشیم خوردگی در اثر SCC بوده است نه در اثر تردی هیدروژنی، زیرا در غیر این صورت حالت عکس دارد.
اضافه کردن ممانعت‌کننده‌ها به سیستم در صورت امکان
در محیط‌های خورنده متوسط، فسفات‌ها و ممانعت‌کننده‌های آلی و معدنی دیگر بطور موفقیت‌آمیزی SCC را کاهش می‌دهند.
ساچمه‌زنی (شات بلاست کردن) مثلاً فولاد زنگ نزن ۴١٠ در معرض محلول ٣% نمک طعام در دمای محیط با نوع ٣٠۴ در معرض محلول ۴٢% کلرور منیزیم در ١۵٠ و آلیاژ آلومینیوم 7075-T6 در محلول در دمای محیط
· ساچمه‌زنی یا شات بلاست کردن عبارت است از ایجاد یک لایه پوسته مناسب در شرایط خاص بر روی فلزات و آلیاژهاو اینکونل (یکی از آلیاژهای نیکل) INCONEL است
9- خسارت هیدروژنی

خسارت هیدورژنی یک اصطلاح کلی است که دلالت بر خسارت مکانیکی وارد شده به فلز در اثر وجود یا واکنش با هیدروژن دارد.
خسارت هیدروژنی را به چهار گروه زیر تقسیم‌بندی می‌کنند:
تاول زدن هیدروژنی HYDROGEN BLISTERING
ناشی از نفوذ هیدروژن به داخل فلز که در نتیجه تغییر شکل موضعی به صورت تاول روی فلز را منجر می‌شود تاول زدن هیدروژنی گویند که در موارد خاص باعث انهدام کلی فلز می‌شود.
تردی هیدروژنی HYDROGEN EMBRITTLE MENT
تردی هیدروژنی نیز در اثر نفوذ هیدروژن به داخل فلز است ولی نتیجه آن از دست دادن انعطاف‌پذیری فلز و استحکام آن می‌باشد.هیدروژن اتمی تنها عنصری است که می‌تواند به درون فولاد یا فلز نفوذ کند.
دکربوره کردن DECARBURIZATION
دکربوره کردن یا از بین رفتن کربن فولاد، غالباً در اثر تماس هیدروژن مرطوب با فلز در درجه حرارت بالا می‌باشد در اثر دکربوره شدن استحکام کششی فولاد کم می‌شود.

خوردگی هیدروژنی HYDROGEN ATTACK
منظور از واکنش بین هیدروژن و یکی از عناصر آلیاژی یا اجزا تشکیل‌دهنده فلز در درجه حرارت‌های بالامی‌باشد. مثال کلی درباره خوردگی هیدروژنی، تجزیه شدن و پوسیدن مس اکسیژن دار در حضور هیدروژنمی‌باشد و یا خوردگی فولاد در اثر گاز متان ایجاد شده:
مکانیزم تاول زدن هیدروژنی

به دلیل اینکه تاول زدن هیدروژنی بیشتر در صنایع نفت روی می‌دهد و خسارات زیادی به بار می‌آورد مکانیزم این پدیده و روش جلوگیری از آن را شرح می‌دهیم. در ذیل مقطع دیوراه یک تانک که در داخل آن یک الکترولیت اسیدی و بیرون آن در معرض اتمسفر قرار دارد رسم گردیده است.
به ترتیب مراحل پیدایش تاول هیدروژنی را با توجه به شکل شرح می‌دهیم:
آزاد شدن هیدروژن روی سطح داخلی در اثر واکنش خوردگی یا حفاظت کاتدی.
عبور اتم‌های هیدروژن از دیواره تانک به بیرون و تشکیل ملکول هیدروژن در سطح خارجی.
نفوذ DIFFASION اتم هیدروژن به درون دیواره تانک و به تله افتادن در حفره‌ها (نقص متداول در فولادهای قابی RIMMEDSTEEL)
تشکیل ملکول هیدروژن درون حفره‌ها
افزایش فشار درون حفره‌ها به دلیل خارج نشدن ملکول‌های هیدروژن و تجمع آن‌ها در حفره.
به دلیل اینکه فشار تعادلی هیدروژن ملکولی در تماس با هیدورژن اتمی چند صد هزار اتسمفر است باعث انهدام فلزات مهندسی می‌شود

کلمات جستجو شده: انواع خوردگی, مقاله در مورد خوردگی فلزات, دو راه جلوگیری از خوردگی آهن, خوردگی شیاری, خوردگی فلزات ppt, خوردگی گالوانیکی, راههای جلوگیری خوردگی حفره ای در مخازن غولاد زنگ نزن, روشهای ازمون تشخیص خوردگی اهن, روشهای جلوگیری ازخوردگی فلزات

نوشته های مرتبط

6 نظر برای انواع خوردگی وروشهای پیشگیری از آن

  1. vahid
    مهر ۸, ۱۳۹۳

    با سلام
    خیلی خیلی ممنون….

    Well-loved. Like or Dislike: Thumb up 6 Thumb down 1

  2. سارا
    فروردین ۲۵, ۱۳۹۳

    لطفا مصالب این صفحه رو برام ایمیل کنید

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 1

  3. سید علیرضاحسینی
    تیر ۲۵, ۱۳۹۲

    لطفا مطالب این صفحه را برای ایمیل من بفرستیدباتشکراز زحمات شما

    رتبه دهید: Thumb up 2 Thumb down 1

  4. پیمان
    اردیبهشت ۲۵, ۱۳۹۲

    اگه امکان دارد مطالب این صفحه را برام ایمیل کنید

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 3

  5. مهدي
    اسفند ۷, ۱۳۹۱

    Hidden due to low comment rating. Click here to see.

    رتبه پایین. رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 5

    • وسام
      اسفند ۷, ۱۳۹۱

      بسیار سپاسگزارم از نظرات وتوجه شما به این دیدگاه.ان شاء الله در مطالب آتی حتما کاتالوگ وتصاویر از این مبحث تهیه مینمایم ومنتشرخواهم نمود.

      رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 2

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *