فولاد گاهی اوقات با همه ی سختی و مقاوم بودنش، ممکن است تحت تاثیر عوامل محیطی دچار خوردگی شود.
خوردگی فولاد نیاز به حضور همزمان رطوبت و اکسیژن دارد همچنین یک فرآیند الکتروشیمیایی میباشد.
آهن موجود در فولاد برای تولید زنگ زدگی اکسید می شود که تقریباً شش برابر حجم ماده اصلی را اشغال می کند.
خوردگی فلزات چیست؟
خوردگی فلزات یا زنگ زدگی فرآیند آهن آلات طبیعی میباشد. خوردگی فلزات یک فرآیند طبیعی میباشد که یک فلز تصفیه شده را به شکل شیمیایی اما پایدارتر مانند اکسید، هیدروکسید یا سولفید تبدیل کند.
خوردگی آهن آلات یک فرآیند الکتروشیمیایی نامیده میشود.
زنگ زدگی چیست؟
خوردگی فلزات عموما به واسطه واکنش شیمیایی فلز با محیط اطرافش اتفاق نمی افتد بلکه نتیجه وقوع زوج واکنش های الکتروشیمیایی و مبادله الکترون میباشد.
علاوه بر فلزات بسیاری دیگر از مواد مهندسی نیز ممکن است در معرض خطر خورده شدن قرار گیرند از جمله سرامیک ها، پلیمرها و غیره.
علت خوردگی آهن چیست؟
خوردگی آهن میتواند دلایل متفاوتی داشته باشد که در ادامه به بررسی اختصاصی آن میپردازیم.
- طراحی بد قطعه
- ترک روی قطعه
- دارا بودن لبه تیز
- عدم دسترسی به نقاط نور
- استفاده از دو فلز غیر هم جنس چسبیده به هم
- عدم سازگاری قطعه در محیط مصرف
- عدم سازگاری قطعه در محیط مصرف
- عدم پوشش مناسب روی قطعه که می تواند مواد فسفات یا رنگ باشد
طراحی بدقطعه
اگر قطعه درست طراحی نشود و تله برای آب ایجاد کند سبب خوردگی قطعه میشود.
ترک روی قطعه
اگر روی قطعه ترکی به وجود آید باید با جوش پر شود چون وجود ترک محل تجمع رطوبت و آب میشود.
لبه تیز و جوشهای مانده روی سطح
برای محافظت سطح باید در مکان هایی که هرگونه نامنظمی مثل جوش و برآمدگی روی سطح باشد باید صاف و یکنواخت شوند.
جوش های پاشیده شده بعلت چسبندگی ضعیف به سطح کار به دو دلیل باید برداشته شوند.
- ترک حد فاصل جوش و سطح کار باعث ایجاد رطوبت میشود.
- در صورت جدا شدن از سطح لایه رنگ ترک میخورد. لبه های تیز موجود روی سطح باید به شعاع 3 میلی متر گرد شوند.
تا پوشش روی سطح بتواند به صورت یکنواخت پوشانده شود. البته وجود عواملی لازمه ی دقت بیشتری برای جلوگیری از زنگ زدگی است که از جمله ی این عوامل:
دسترسی محدود
دسترسی محدود به مکان هایی که برای پوشش در تمیزکاری، رنگ آمیزی و بازرسی سبب بروز اشکال شود.
استفاده از دو فلز غیر هم جنس چسبیده به هم و عدم سازگاری قطعه در محیط مصرف
دقت کنید که فلزات انتخاب شده با هم سازگاری داشته باشند و ناسازگار نباشند مثل استفاده از آلومینیوم در مجاورت بتون که باعث خوردگی سریع آلومینیوم میشود و یا تماس فلزات که از نظر پتانسیل شیمیایی با هم تفاوت دارند .
مراحل جلوگیری از خوردگی فولاد
با رعایت صحیح موارد زیر میتوانید از خوردگی فولاد جلوگیری کنید:
زنگ زدگی فلزات
استفاده از پوشش های محافظ
به عنوان مثال یک روش مقرون به صرفه برای جلوگیری از خوردگی استفاده از پوشش رنگ میباشد.
که این روش برای جلوگیری از انتقال بار الکتروشیمیایی از محلول خورنده به فلز موجود در زیر لایه ی رنگ عمل میکنند.
روش بعدی استفاده از پوشش پودری میباشد. در این فرآیند، یک پودر خشک به سطح تمیز فولاد زده و فولاد گرم میشود.
برای انجام این روش از ترکیبات مختلف پودری از جمله یورتان، پلی استر، نایلون، اپوکسی، آکریلیک استفاده میشود.
بررسی اقدامات محیطی
در اثر واکنش شیمیایی بین فلز و گازهای موجود در محیط اطراف خوردگی ایجاد میشود.
این واکنش های ناخواسته را با اتخاذ تدابیری برای کنترل محیط می توان به حداقل رساند.
به عنوان مثال میتوان با قرار ندادن فولاد در معرض باران یا آب دریا و یا اقدامات پیچیده تری مانند کنترل میزان گوگرد، کلر یا اکسیژن در محیط اطراف؛ خوردگی فلزات را به حداقل رساند.
محافظت آندی
پوشش دادن فولاد آلیاژ آهن با فلز کم فعالتر (مانند قلع)، حفاظت آندی میشود.
پوشش قلع تا زمانیکه در محل قرار گرفته باشد از فولاد محافظت میکند چون قلع خورده نمیشود.
فولاد آند سلول الکتروشیمیایی میباشد به همین علت این روش به عنوان محافظت آندی شناخته میشود.
محافظت آندی اغلب در مخازن ذخیره سازی فولاد کربنی که برای ذخیره اسید سولفوریک و ۵۰٪ سود سوز آور مورد استفاده قرار می گیرد، اما در این محیط ها به دلیل نیاز به جریان بسیار زیاد، محافظت آندی مناسب نیست.
استفاده از بازدارنده های خوردگی
بازدارنده های خوردگی، نوعی مواد شیمیایی هستند که با سطح فلز (گازهای اطراف) واکنش میدهند تا بتوانند واکنش های الکتروشیمیایی منجر به خوردگی را سرکوب کنند.
با استفاده از تکنیک های پراکندگی میتوان از بازدارنده ها به عنوان محلول یا به عنوان یک پوشش محافظ استفاده شود.
بازدارنده های خوردگی از طریق فرآیندی که به عنوان انفعال زبانزد است معمولا شناخته می شود.
یک پوشش سبک در حالت انفعال از یک ماده محافظ مانند اکسید فلز استفاده میکند.
که باعث میشود روی فلز یک لایه ی محافظ به وجود می آورد که در برابر خوردگی عمل میکند.
از بازدارنده های خوردگی در تصفیه نفت، تولید مواد شیمیایی و کارهای تصفیه آب استفاده می شود.
برای جلوگیری از عدم خوردگی فولاد رعایت همهی این شرایط سخت و طاقت فرسا میباشد. در حالت منطقی نمی توان تمام جزئیات شرایط را مهیا کرد.
source:خوردگی فلزات و فرآیند جلوگیری از آن
