خوردگی-و-آسیب-فلزات

امتیاز دهید.

خوردگی و آسیب فلزات

خوردگی به عنوان حمله به ماده ای در نتیجه واکنش شیمیایی و اغلب الکتروشیمیایی با محیط اطراف تعریف می شود. بر اساس این تعریف ، واژه خوردگی را می توان برای همه مواد از جمله غیر فلزات به کار برد. اما در عمل ، کلمه خوردگی عمدتاً همراه با مواد فلزی استفاده می شود. برای اطمینان از عملکرد طولانی و بدون مشکل در تجهیزات و وسایلی که از فلزاتی مانند لوله کروم، میل کروم، لوله سیلندری و دیگر لوله ها و میله های فلزی باید دانش کافی در مورد خوردگی فلزات داشته باشید. داشتن اطلاعاتی در مورد خوردگی فلزات و تاثیر آن بر محصول و سیستم بسیار مهم است. بخش قابل توجهی از آسیب های مادی و خرابی اجزای بعدی ناشی از خوردگی را می توان با انتخاب مواد بهینه برای یک کاربرد معین برطرف کرد. خوردگی مایع روی فلزات عمدتا به موارد زیر بستگی دارد:

  • محتوای اکسیژن ، کلرید و/یا سولفید
  • درجه حرارت
  • مقدار ph

برای جلوگیری از خوردگی و پوسیدگی لوله کروم و میل کروم و لوله سیلندری و با هر نوع لوله دیگری باید یک سری اصول مهم را بررسی کنید و استراتژی هایی را در نظر بگیرید. استراتژی های اصلی ضد خوردگی عبارتند از:

  • انتخاب مواد مناسب
  • طراحی درست و اصولی محصول
  • روشهای حفاظتی مناسب از تجهیزات و محصولات(پوشش ، آند و غیره)
  • نصب و نگهداری صحیح
  • تحقیق ، توسعه و آزمایش

لوله سیلندری خوردگی و آسیب فلزات

فرآیند خوردگی و پوسیدگی فلزات

خوردگی یک فرایند طبیعی است که یک فلز تصفیه شده را به شکل شیمیایی پایدارتر مانند اکسید ، هیدروکسید ، کربنات یا سولفید تبدیل می کند. این تخریب تدریجی مواد (معمولاً یک فلز) توسط واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی با محیط اطراف آنها رخ می دهد. مهندسی خوردگی زمینه ای است که برای کنترل و جلوگیری از خوردگی اختصاص داده شده است. در رایج ترین کاربرد این کلمه ، این به معنی اکسیداسیون الکتروشیمیایی فلز در واکنش با یک اکسیدان مانند اکسیژن یا سولفات ها است. زنگ زدن ، تشکیل اکسیدهای آهن ، یک نمونه مشهور از خوردگی الکتروشیمیایی است. این نوع آسیب معمولاً اکسید یا نمک (فلز) اصلی را تولید می کند و منجر به رنگ متمایز نارنجی می شود.

خوردگی همچنین می تواند در موادی غیر از فلزات مانند سرامیک یا پلیمرها رخ دهد ، اگرچه در این زمینه ، عبارت “تخریب” بیشتر رایج است. خوردگی خواص مفید مواد و سازه ها از جمله استحکام ، ظاهر و نفوذپذیری مایعات و گازها را تضعیف می کند. بسیاری از آلیاژهای ساختاری صرفاً در اثر قرار گرفتن در معرض رطوبت هوا دچار خوردگی می شوند ، اما این فرآیند می تواند به شدت تحت تأثیر برخی مواد قرار گیرد. خوردگی را می توان به صورت محلی متمرکز کرد تا یک گودال یا ترک ایجاد شود ، یا می تواند در یک منطقه وسیع گسترش یابد که کم و بیش یکنواخت سطح را خورد می کند.

از آنجا که خوردگی یک فرایند کنترل نفوذ است ، در سطوح نمایان رخ می دهد. در نتیجه ، روش هایی برای کاهش فعالیت سطح در معرض ، مانند غیرفعال شدن و تبدیل کرومات ، می تواند مقاومت خوردگی یک ماده را افزایش دهد. با این حال ، برخی از مکانیسم های خوردگی کمتر قابل مشاهده و کمتر قابل پیش بینی هستند. شیمی خوردگی پیچیده است. می توان آن را یک پدیده الکتروشیمیایی دانست. در طول خوردگی در یک نقطه خاص در سطح یک جسم ساخته شده از آهن ، اکسیداسیون اتفاق می افتد و آن نقطه مانند یک آند رفتار می کند. الکترونهای آزاد شده در این نقطه آندی از طریق فلز حرکت کرده و به نقطه دیگری از فلز می روند و اکسیژن را در آن محل در حضور H+ کاهش می دهند (که تصور می شود از H2CO3 موجود در اثر انحلال دی اکسید کربن از هوا در آب در دسترس است. وضعیت هوای مرطوب جو(یون هیدروژن در آب نیز ممکن است به دلیل حل شدن دیگر اکسیدهای اسیدی از جو در دسترس باشد). این نقطه مانند یک کاتد رفتار می کند.

فولادهای ضد زنگ

فولادهای ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی بالا در چندین محیط طبیعی و صنعتی ، عملکرد مکانیکی بالا و نیازهای نگهداری کم ، که در رشد بازار در سالهای آینده نقش بسزایی دارند ، بسیار شناخته شده و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. مقاومت بالا در برابر خوردگی SS ها به دلیل تشکیل یک لایه اکسید سطحی نازک و محافظ است که آنها را منفعل می کند. چنین مشخصه ای به شدت با محتوای کروم و مولیبدن ارتباط دارد ، که عدد معادل مقاومت در برابر گودال (PREN) را تعریف می کند ، یک شاخص که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و اطلاعات اولیه را در مورد حساسیت موضعی خوردگی آنها ارائه می دهد. این نوع خوردگی ، به عنوان شکاف و شکاف ، از نظر پدیده های شروع و انتشار ، با نرخ نفوذ بالا رخ می دهد ، یکی از مورد مطالعه ترین موارد است. از سوی دیگر ، PREN همیشه برای ارزیابی رفتار خوردگی واقعی SS ها در شرایط معمول مواجهه کافی نیست. ویژگی های ریزساختاری و شیمیایی-فیزیکی سطح SS ها ، وجود فازهای مختلف ، زبری ، مورفولوژی و ترکیب اکسیدهای محافظ کم و بیش پس از جوشکاری و/یا ترشی-غیرفعال سازی و غیره را نمی توان در تحقیق نادیده گرفت. علاوه بر این ، خوردگی یکنواخت SS باید با در نظر گرفتن محلول های قوی اسیدی و/یا کلریدها همراه باشد. همه این اشکال خوردگی می توانند آسیب های شدید و پرهزینه را در کاربردهای مختلف تعیین کنند.

علت ایجاد خوردگی در فلزات

چرا فلزات دچار خوردگی می شوند؟ به غیر از طلا ، پلاتین و چند فلز دیگر ، فلزات به شکل خالص در طبیعت یافت نمی شوند. آنها معمولاً از نظر شیمیایی به سایر مواد معدنی مانند سولفیدها ، اکسیدها و غیره متصل هستند. برای استخراج فلزات از سولفیدها ، اکسیدها و غیره برای به دست آوردن فلزات خالص ، باید انرژی (مثلاً در کوره بلند) صرف شود. فلزات خالص حاوی انرژی پیوندی بیشتری هستند و نشان دهنده حالت انرژی بالاتری نسبت به حالت موجود در طبیعت به عنوان سولفید یا اکسید است. همانطور که همه مواد جهان تلاش می کنند تا به کمترین حالت انرژی خود بازگردند ، فلزات خالص نیز تلاش می کنند تا به کمترین حالت انرژی خود که به عنوان سولفید یا اکسید داشتند بازگردند. یکی از راههای بازگشت فلزات به سطح پایین انرژی خوردگی است. محصولات خوردگی فلزات اغلب سولفیدها یا اکسیدها هستند.

خوردگی شیمیایی را می توان به عنوان اکسیداسیون در نظر گرفت و در اثر گازهای خشک ، اغلب در دمای بالا رخ می دهد. از طرف دیگر خوردگی الکتروشیمیایی با واکنش های الکترود، اغلب در محیط های مرطوب ، یعنی خوردگی مرطوب ، رخ می دهد. همه فلزات در هوای خشک توسط یک لایه بسیار نازک اکسید ، با ضخامت حدود 100Å (10-2µmm) پوشانده شده اند. این لایه در اثر خوردگی شیمیایی با اکسیژن موجود در هوا ایجاد می شود. در دماهای بسیار بالا ، واکنش با اکسیژن موجود در هوا می تواند بدون محدودیت ادامه یابد و فلز به سرعت به اکسید تبدیل می شود.

 

خوردگی فلزات

اکسیداسیون فلز در دماهای مختلف

در دمای اتاق واکنش اکسیداسیون، هنگامی که لایه نازک می شود متوقف می شود. این لایه های نازک اکسید می تواند فلز را در برابر ادامه حمله محافظت کند ، به عنوان مثال ، در محلول آب، این لایه های اکسید و یا محصولات خوردگی ایجاد شده بر روی سطح فلز هستند که از فلز در برابر ادامه حملات تا حد زیادی محافظت می کنند ، زیرا مقاومت در برابر خوردگی خود فلز است.

به عنوان مثال ، این لایه های اکسید ممکن است در آب کم و بیش دوام داشته باشند. ما می دانیم که فولاد کربنی ساده در آب سریعتر از فولاد ضد زنگ دچار خوردگی می شود. این تفاوت بستگی به ترکیب و نفوذپذیری لایه های اکسیدی آنها دارد. شرح زیر در مورد پدیده خوردگی فقط به خوردگی الکتروشیمیایی ، یعنی خوردگی مرطوب ، می پردازد.

چگونگی خوردگی فلزات در مایعات

اجازه دهید این را با استفاده از پدیده خوردگی به نام خوردگی دو فلزی یا خوردگی گالوانیکی نشان دهیم. سلول خوردگی دو فلزی می تواند به عنوان مثال شامل یک صفحه فولادی و یک صفحه مسی در تماس الکتریکی با یکدیگر و غوطه ور در یک محلول آبی (الکترولیت) باشد. الکترولیت حاوی اکسیژن محلول در هوا و نمک محلول است. اگر لامپ بین صفحه فولادی و صفحه مسی متصل شود ، روشن می شود. این نشان می دهد که جریان بین صفحات فلزی جریان دارد. مس الکترود مثبت و فولاد الکترود منفی خواهد بود. جریان از طریق لامپ از صفحه مسی به صفحه فولادی جریان می یابد

نیروی محرکه جریان اختلاف پتانسیل الکتریکی بین مس و فولاد است. مدار باید بسته شود و در نتیجه جریان در مایع (الکترولیت) از صفحه فولاد به صفحه مسی جریان می یابد. جریان توسط اتمهای آهن دارای بار مثبت (یونهای آهن) صورت می گیرد و صفحه فولاد را ترک کرده و صفحه فولادی دچار خوردگی می شود. سطح فلزی خورنده را آند می نامند. اکسیژن و آب در سطح صفحه مسی مصرف می شود و یونهای هیدروکسیل (OH-) که دارای بار منفی هستند تشکیل می شوند. یونهای هیدروکسیل منفی اتمهای آهن دارای بار مثبت را “خنثی” می کنند. یونهای آهن و هیدروکسیل هیدروکسید آهن (زنگ زدگی) تشکیل می دهند. در سلول خوردگی که در بالا توضیح داده شد ، فلز مس کاتد نامیده می شود. هر دو صفحه فلزی الکترود نامیده می شوند و تعریف آند و کاتد در زیر آورده شده است.(آند الکترود مثبت و کاتد الکترود منفی می باشد.)

سخن پایانی

خوردگی و پوسیدگی محصولات فلزی، به دلایل زیادی می تواند رخ دهد. فلزات مستعد خوردگی هستند که باعث می شود، عمر آنها را کاهش می دهد. اگر می خواهید اجسام فلزی خود را از خوردگی دور نگه دارید ، مهم است بدانید و بفهمید که دقیقاً چه چیزی باعث خوردگی می شود. از جمله عواملی که باعث ایجاد خوردگی و آسیب فلزات می شود، شرایط آب و هوایی، منطقه جغرافیایی و بی توجهی می باشد. شرکت پویا استیل برادران ایمانزاده عرضه کننده و وارد کننده انواع محصولات از جمله لوله کروم، میل کروم، شفت کروم و لوله سیلندری امیدوار است این مقاله توانسته باشد که به شما در شناخت خوردگی فلزات و علت آن کمک کرده باشد.

بدون نظر

دیدگاهتان را بنویسید

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