خوردگی پدیده ای مخرب است که در آن سطح فلز در اثر واکنش های شیمیایی یا الکتروشیمیایی خراب می شود. ماهیت فراگیر آن تقریباً همه صنایع – زیرساخت ها، الکترونیک و صنعت خودرو را تحت تأثیر قرار می دهد.
بیایید به ماهیت خوردگی، انواع خوردگی و نحوه مبارزه با اثرات آن بپردازیم. صنعت واشر اصفهان یکی از کارخانجات برتر در زمینه تولید انواع واشر آلات صنعتی مانند واشر اسپیرال است.
خوردگی فلز زمانی اتفاق میافتد که سطح فلز با یک محیط خورنده واکنش نشان میدهد یا تحت شرایط نامساعد دیگری قرار میگیرد که باعث خوردگی سطح میشود. اکسیداسیون یا تشکیل زنگ زدگی در سطح در معرض فلز رخ می دهد و باعث می شود که مواد در طول زمان ضعیف شده و منجر به آسیب ساختاری شود. خوردگی نه تنها مختص فلزات است، بلکه می تواند در مواد دیگر مانند پلیمرها و سرامیک ها نیز رخ دهد. با این حال، برای این مواد، اصطلاح تخریب بیشتر رایج است.
خوردگی یک فرآیند طبیعی است که یک فلز تصفیه شده را به اکسید فلزی پایدارتر تبدیل می کند. تبادل الکترون بین فلز و محیط رخ می دهد و فلز در این فرآیند الکترون های خود را از دست می دهد. فلزات به طور طبیعی در طول زمان خورده می شوند، اما نوع محیطی که مواد در معرض آن قرار می گیرند می تواند روند خوردگی را تسریع کند. فلزات پایدار مانند طلا و پلاتین به دلیل ماهیت شیمیایی پایداری که دارند کمتر دچار خوردگی می شوند. آلیاژهایی که حاوی عناصر خاصی مانند آهن هستند، در معرض هوا و رطوبت بیشتر در معرض زنگ زدگی هستند.
خوردگی موضعی شکاف ها و حفره ها را تشکیل می دهد، با این حال، خوردگی ممکن است در کل سطح یک فلز باشد. خوردگی در سطوح فلزی تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند سطح اسیدیته در محیط، دما، تنش مکانیکی و رطوبت است. این عوامل ممکن است باعث تخریب سریع سطح فلز شوند یا به سرعت فرآیند خوردگی را تسریع کنند و در نهایت منجر به شکست شوند.
پوشش های محافظ، گالوانیزه کردن و عملیات حرارتی روش های کلی برای کاهش خطر خوردگی هستند. با این حال، خوردگی همچنان ممکن است تحت شرایط خاص به دلیل ماهیت پیچیده آن رخ دهد.
انواع مختلفی از خوردگی وجود دارد که همگی تحت تأثیر مکانیسم ها و شرایط مختلفی قرار دارند. بیایید هر نوع را بررسی کنیم و بفهمیم که چگونه رخ می دهند.
خوردگی عمومی یا یکنواخت رایج ترین نوع خوردگی است زیرا در سراسر سطح فلز رخ می دهد. این معمولاً به دلیل عدم وجود پوشش محافظ ایجاد می شود و فلز را در معرض عوامل خورنده قرار می دهد. واکنش های الکتروشیمیایی و شیمیایی رخ می دهد که باعث حل شدن فلز می شود و به آن اجازه می دهد تا با تشکیل اکسیدها نازک شود.
قرار گرفتن مداوم در معرض این عوامل خورنده در نهایت کل ساختار فلزی را حل می کند. نمونه هایی از فلزات تحت تاثیر خوردگی یکنواخت آلومینیوم ، آهن، سرب، فولاد و روی هستند. این نوع خوردگی با چشم غیرمسلح قابل پیش بینی و تشخیص است زیرا به صورت زنگ زدگی در تمام سطح قابل مشاهده است.
خوردگی حفره ای نوع غیرقابل پیش بینی خوردگی موضعی است که در آن حفره های زنگ زدگی در سطح فلز ایجاد می شود. این گودال ها به صورت حفره ها یا سوراخ ها رشد می کنند و در جهت پایین به سطح نفوذ می کنند. این نوع خوردگی در اثر عیوب ساختاری، کاربرد ضعیف پوشش، عدم یکنواختی، رطوبت یا آسیب به لایه اکسید محافظ فلز ایجاد می شود. مراحل اولیه خوردگی حفره ای دارای قطر گودال ≤20 میکرومتر است.
خوردگی حفره ای یک نوع خوردگی موذی است زیرا تنها مقدار کمی از مواد روی سطح از بین می رود در حالی که ساختار فلزی عمیق آسیب دیده است. شکست ناشی از سوراخ شدن می تواند ناگهانی باشد و اغلب ویرانگر است. حفره شدن را می توان در آلومینیوم، آلیاژهای نیکل و فولاد مشاهده کرد. سطوح فلزی صیقلی به دلیل سطح یکنواخت تر در برابر سوراخ شدن مقاوم تر هستند.
خوردگی شکافی نوع دیگری از خوردگی موضعی است که در شکاف ها یا نواحی محدود، معمولاً بین دو فلز (که معمولاً در مجموعه ها یافت می شود)، یک فلز و غیرفلز، یا از زباله ها رخ می دهد. این مناطق محدود معمولاً اجازه تجمع مایعات خورنده را می دهند در حالی که فقط دارای اکسیژن محدودی هستند که مانع از محافظت از مواد می شود. عدم تعادل در سطح pH سیال درون شکاف ها را اسیدی می کند که به نوبه خود لایه اکسید غیرفعال را تجزیه می کند و سطح را در برابر حمله خوردگی آسیب پذیر می کند.
خطر خوردگی شکاف را می توان از طریق یک مونتاژ بهتر یا طراحی مفصل که در آن شکاف بین جوش و اتصالات حذف می شود کاهش داد . محافظت در برابر رطوبت یا مایعاتی که باعث ایجاد محیط الکترولیتی می شوند ممکن است خطر این شکل از خوردگی را کاهش دهد.
خوردگی گالوانیکی یا خوردگی دو فلزی نوعی خوردگی است که در آن دو فلز غیرمشابه در تماس فیزیکی و/یا الکتریکی در معرض یک محیط الکترولیتی قرار میگیرند. فلز فعال (آند) با سرعت بیشتری نسبت به فلز دیگر (کاتد) که پایدارتر است دچار خوردگی می شود. همچنین می تواند در فلزی رخ دهد که در معرض الکترولیت با درجات مختلف غلظت قرار دارد.
خوردگی گالوانیکی در کشتی های دریایی که در آن آب شور به عنوان یک الکترولیت بین دو فلز غیر مشابه عمل می کند، رایج است. همچنین میتواند در محیطهای سمی، مانند حمل و نقل فلز مذاب یا آزمایشگاههای شیمیایی رخ دهد.
یک آند قربانی یا آند گالوانیکی که فعالتر از قطعه کار فلزی است برای جلوگیری/کاهش خوردگی گالوانیکی استفاده می شود. این آندهای مصرفی از اکسید شدن فلزات اصلی با تامین الکترون هایشان جلوگیری می کنند و در عوض آند مصرفی را خورده می کنند.
در مورد مس، هنگامی که در حضور الکترولیت به یک فلز آندی تر متصل می شود، خوردگی مس می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد، زیرا مس به عنوان کاتد در سری گالوانیکی عمل می کند.
خوردگی فرتینگ زمانی اتفاق میافتد که دو فلز در تماس متحمل حرکات کوچکی میشوند که ناشی از لغزش و لرزش است. این نوسانات منجر به خراش هایی می شود که لایه اکسید محافظ را از بین می برد و اجازه می دهد ناهمواری های سطحی روی فلزات تازه در معرض دید به یکدیگر بچسبند. این اتصال متعاقباً مجدداً توسط ارتعاشات شکسته می شود و باعث ایجاد زباله های سایش می شود.
این زباله ها و سطوح فلزی تازه در معرض اکسیداسیون هستند. از آنجایی که ذرات نمی توانند از تماس بگریزند، سایش ساینده بیشتر و اکسیداسیون بعدی را آغاز می کنند و این فرآیند با حجم های سایش بالا ادامه می یابد.
فلزات نرم واکنش پذیر مقاومت خوردگی کمتری دارند زیرا لایه اکسیدی تحت بارگذاری چرخه ای به راحتی حذف می شود و انتقال مواد انجام می شود.
خوردگی بین دانه ای شکلی از خوردگی است که در مرزهای دانه فلز یا در مجاورت آن رخ می دهد. مرزهای دانه به عنوان رابط بین دانه های موجود در ماده عمل می کنند و نقص در ساختار کریستالی ماده محسوب می شوند. این مرزهای دانه ناشی از رشد ناهموار یا ناخالصی های موجود در هنگام بلور شدن آلیاژ فلز است. اندازه هر دانه می تواند از 1 میکرومتر تا 1 میلی متر متفاوت باشد.
خوردگی بین دانه ای یا حمله بین دانه ای زمانی که مرزهای دانه در واکنش پذیری نسبت به دانه تفاوت دارند، خوردگی را نشان می دهد. هنگامی که فلزات در معرض دمای بالا (بارش کاربید) یا به دلیل جوشکاری معیوب قرار می گیرند، ممکن است رخ دهد . این امر مقاومت در برابر خوردگی مواد را کاهش می دهد و در صورت قرار گرفتن در معرض یک عامل خورنده مستعد آسیب می شود.
خوردگی فرسایشی نوعی خوردگی است که در اثر حرکت نسبی بین سطح فلز و مایع خورنده ایجاد می شود. این حرکت منجر به سایش مکانیکی می شود که به سطح آسیب می رساند و حفره ایجاد می کند.
سیال معمولاً با سرعت های بالا در امتداد سطح فلز جریان می یابد و لایه اکسید غیرفعال را حل می کند و با حرکت سیال آن را از بین می برد. خوردگی فرسایشی بیشتر در داخل لوله های فلزی رخ می دهد که برای انتقال مایعات خورنده که به آرامی سطح را خراب می کنند استفاده می شود.
خوردگی در دمای بالا یا خوردگی گرم زمانی رخ می دهد که ترکیبی از دمای بالا (< 400 درجه سانتیگراد) و آلاینده های جوی وجود داشته باشد. یک حمله شیمیایی زمانی رخ می دهد که فلزاتی که در این دماها عمل می کنند با آلاینده های خورنده واکنش شیمیایی می دهند.
خوردگی در دمای بالا در محیط های صنعتی که در آن از کوره ها و توربین های گازی که دارای آلاینده های جوی و گازهای گوگردی هستند، رایج است. این آلاینده های خورنده همچنین ممکن است رسوبات خاکستر و نمک مذاب را در حین کار بر جای بگذارند. مکانیسم های خنک کننده و آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت برای جلوگیری از خوردگی در دمای بالا استفاده می شود.
ترک خوردگی تنشی یا خستگی ناشی از خوردگی در اثر اعمال تنش کششی به ماده در شرایطی که در یک محیط خورنده است ایجاد می شود. ترک خوردگی ناشی از تنش می تواند به ویژه زمانی که تنش کششی با افراطی دما همراه باشد، رایج باشد . انبساط و انقباض فلز ناشی از این تغییرات دما است که یکپارچگی ساختاری فلز را تضعیف می کند.
نشانه های اولیه ترک خوردگی ناشی از تنش، ترک های ریز روی سطح فلز است. این ترک ها در نهایت در طول زمان ایجاد می شوند و منجر به شکست ساختاری می شوند. خوردگی تنشی میتواند در فرآیندهای تولید مانند ماشینکاری و جوشکاری رخ دهد ، اما زمانی که در معرض یک محیط خورنده قرار میگیرد تسریع میشود. نمونه هایی از این فولادهای ضد زنگ در محیط کلرید و آلیاژهای مس در آمونیاک هستند.
خوردگی میکروبی که به آن خوردگی ناشی از میکروبیولوژی (MIC) نیز گفته می شود، نوعی خوردگی است که در اثر حضور و فعالیت میکروارگانیسم ها بر روی سطوح فلزی ایجاد می شود. این میکروارگانیسمها که شامل باکتریها، قارچها و جلبکها میشوند، میتوانند فرآیند خوردگی در فلزات و آلیاژها را در محیطهای مختلف تسریع کنند.
MIC یک نگرانی قابل توجه در صنایعی مانند نفت و گاز، مدیریت دریایی و فاضلاب است زیرا می تواند منجر به زوال سریع مواد شود. برخی از این موجودات قادر به مصرف روغن و دفع اسیدهایی هستند که می توانند باعث خوردگی ظروف ذخیره سازی شوند.
خوردگی تحت تأثیر میکروبیولوژیکی می تواند انواع مختلفی از آسیب ها از جمله سوراخ شدن، خوردگی شکاف و ترک خوردگی ناشی از تنش ایجاد کند. برای جلوگیری از این امر، روغن باید تا حد امکان تصفیه شود تا محتوای آب حذف شود. تخلیه آب در فواصل منظم از مخازن سوخت پس از تصفیه نیز ضروری است. مدیریت موثر MIC همچنین شامل نظارت منظم و استفاده از بیوسیدها برای کنترل رشد میکروبی است. درک میکروب های خاص و شرایط محیطی درگیر برای توسعه استراتژی های پیشگیری و کنترل هدفمند کلیدی است.
جلوگیری از انواع مختلف خوردگی در حفظ عملکرد و طول عمر مجموعه ها و تجهیزات بسیار مهم است. اعمال عملیات سطحی، پوشش های محافظ یا تکمیل مواد، اقدامات پیشگیرانه عالی برای کاهش تاثیر خوردگی هستند. استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی در یک محیط غیر خورنده یک اقدام خوب برای جلوگیری از خوردگی در برابر اکثر انواع خوردگی است.
9 اسفند 1402
انتخاب مواد واشر لاستیکی واشرها مهر و موم های مکانیکی هستند که برای پر کردن شکاف بین دو سطح جفت طراحی شده اند. در تجهیزات پردازش و جابجایی سیالات، از خروج سیالات فرآیند از سیستم و ورود آلاینده ها به سیستم جلوگیری می کنند. این تضمین می کند که سیستم مواد با ارزش را هدر […]
1 بهمن 1401
انرژی حرارتی چیست؟ یک سیستم ترمودینامیکی می تواند حاوی انرژی های مختلفی باشد. انرژی حرارتی بخشی از کل انرژی داخلی یک سیستم ترمودینامیکی است که خود را به صورت دمای سیستم نشان می دهد. هنگامی که انرژی گرمایی به هر روش یا مکانیزم منتقل می شود، به آن انتقال حرارت می گویند. انتقال حرارت عبارت […]
19 شهریور 1403
تولید به کمک کامپیوتر تولید به کمک کامپیوتر (CAM) نوعی روش ساخت است که از نرم افزارهای کامپیوتری و ماشین آلات خودکار برای تولید محصولات با درجه دقت و دقت بالایی استفاده می کند. ماشینهای مدرن و فنآوریهای نرمافزاری ما را قادر ساختهاند تا قطعات بهتری را با کنترل فزایندهای بر کل فرآیند ایجاد کنیم. […]
طراحی و توسعه توسط طراحی سایت اصفهان و سئو سایت اصفهان – آیسو دیزاین
قوانین سایت_____حفظ حریم خصوصی
