آگاهی از انواع مختلف خوردگی در فلزات و صنایع می تواند به پیشگیری از وقوع آن ها کمک کند و در نتیجه از خسارات وارده جلوگیری به عمل آورد. در ادامه به توضیح و بررسی انواع مختلف خوردگی در فلزات می پردازیم.
انواع خوردگی فلزات عبارتند از
- خوردگی بین دانه ای
- خوردگی سایشی
- خوردگی یکنواخت
- خوردگی حفره ای
- خوردگی گالوانیک
- خوردگی باکتریایی
انواع خوردگی در صنعت و فولاد
خوردگی یکی از عوامل مهم تخریب کننده تجهیزات و سازه ها در صنعت است و یک فرآیند شیمیایی محسوب می‌شود که در صورت عدم توجه و پیشگیری خسارات زیادی به صنعت وارد می کند. در ادامه به توضیح مختصری از انواع خوردگی می پردازیم.
خوردگی یکنواخت
مشاهدات و تجربه های عملی نشان داده است که معمول‌ترین نوع خوردگی در صنعت فولاد خوردگی یکنواخت است. این نوع خوردگی توسط کاهش اندازه و یا جرم فلز به صورت یکنواخت مشخص می شود.
این خوردگی که ساده‌ترین شکل خوردگی در فلزات نیز محسوب می شود با کاهش ضخامت همراه است و همچنین می‌تواند تخریب محلی نیز به همراه داشته باشد.
خوردگی حفره ای
ایجاد سوراخ یا حفره های محلی در فولاد را خوردگی حفره‌ای می گویند که از انواع پیچیده خوردگی در فلزات به حساب می آید. خسارات زیادی که این خوردگی به همراه دارد توجه و پیشگیری از آن را الزامی کرده است. خوردگی حفره ای و خوردگی یکنواخت از نظر واکنش های الکتروشیمیایی که رخ می دهد، مشابه هستند.
خوردگی سایشی
عواملی همچون سایش مکرر و یا لغزیدن فلز بر روی سطح ناهموار می تواند باعث ایجاد خوردگی سایشی شود. دستگاه های چرخشی و فشاری، یاتاقان ها و تجهیزات پیچی از جمله لوازمی هستند که ممکن است دچار این نوع خوردگی شوند.
خوردگی میکروبی
این نوع خوردگی که با نام خوردگی باکتریائی نیز شناخته می‌شود، توسط باکتری و یا میکرو ارگانیسم های هوازی و یا غیر هوازی ایجاد می شود. تقریباً تمامی آلیاژها می توانند توسط این نوع خوردگی درگیر شوند. خوردگی میکروبی از نظر ظاهری مشابه خوردگی حفره‌ای است.
خوردگی گالوانیک
زمانی که در یک الکترولیت خورنده دو فلز متفاوت در کنار یکدیگر قرار می گیرند، ایجاد یک زوج گالوانیک بین آن ها باعث تبدیل شدن یکی از فلزات به آند و فلز دیگر به کاتد می شود. این عمل باعث تخریب زودتر فلزی که به آند مبدل شده است می‌شود، همچنین کاتد نیز نسبت به حالت معمول آهسته تر تخریب می شود.
لازم به ذکر است که برای ایجاد این خوردگی در فلزات شرایطی مانند متفاوت بودن دو فلز از نظر الکتروشیمیایی، تماس الکتریکی فلزات با یکدیگر و قرارگیری فلزات در معرض الکترولیت ضروری است.
خوردگی بین دانه ای
وجود ناخالصی در فلزات می تواند باعث خوردگی بین دانه ای شود. بدین صورت که در مرز دانه های فلز یک حمله شیمیایی یا الکتروشیمیایی سبب آسیب پذیری بیشتر نسبت به سایر بخش های فلز و در نتیجه خوردگی می‌شود.
خوردگی موضعی
خوردگی موضعی شامل ۳ نوع یعنی خوردگی حفره ای (که در بالا توضیح دادیم) و خوردگی شکافی و رشته‌ای است که ادامه توضیح می‌دهیم.
خوردگی شکافی
این نوع خوردگی شبیه خوردگی حفره ای است و در یک نقطه خاص از سطح فلز رخ می دهد. بخش هایی همچون قسمت زیرین گسکت، واشرها و همچنین گیره ها از جمله محل هایی هستند که ممکن است دچار خوردگی در فلزات از نوع شکافی شوند.
کاهش اکسیژن و شرایط اسیدی از جمله مواردی است که وجود آن ها در یک شکاف باعث بروز این خوردگی می شود.
خوردگی رشته ای
قسمت زیرین سطوح رنگی و یا آبکاری شده مستعد بروز این خوردگی هستند. شروع این خوردگی در پوشش، زمانی است که آب روی پوشش باعث ایجاد شکاف می شود. گسترش خوردگی رشته ای می‌تواند سبب سستی سازه شود.
خوردگی در دمای بالا
سوخت هایی که در ماشین آلاتی مانند توربین های گازی، موتورهای دیزل و دیگر انواع ماشین آلات که در هنگام سوختن یک سری ترکیبات با نقطه ذوب پایین به وجود می آورند، به دلیل وجود وانادیوم و سولفات شرایطی مانند سولفیدی شدن، ذغالی شدن و اکسیداسیون در حرارت بالا نیز می توانند سبب بروز خوردگی در دمای بالا شوند.
خوردگی محیطی
انواع شرایط محیطی که می توانند روی فلز تاثیر بگذراند باعث بروز این نوع خوردگی می شوند. از جمله این شرایط محیطی می‌توان به استرس، دما و مواد شیمیایی اشاره کرد که قادر هستند انواع خوردگی های محیطی مانند خستگی خوردگی، خوردگی ناشی از استرس یاSCC ، شکستگی فلز مایع و ترک خوردگی ناشی از گاز هیدروژن را ایجاد کنند.
عوامل موثر در خوردگی فلزات
در ادامه به عوامل موثر بر خوردگی در فلزات اشاره می‌کنیم.
درجه حرارت
افزایش درجه حرارت باعث تسریع بسیاری از واکنش‌های شیمیایی می‌شود. بنابراین خوردگی در فلزات در محیط با دمای بالاتر، زودتر اتفاق می‌افتد.
اختلاف پتانسیل
تعداد الکترون هایی که در واحد سطح عبور می کنند یا همان اختلاف پتانسیل، رابطه مستقیمی با واکنش خوردگی میان دو فلز یا دو عنصر دارد.
تشعشع
اشعه های رادیو اکتیو می‌توانند باعث تسریع فرآیند خوردگی شوند. یک مثال در خصوص این عوامل، خوردگی سریع تر شیرآلات بخش رادیو اکتیو ساختمان های پزشکی نسبت به سایر قسمت ها است.
ناخالصی محیط
وجود عوامل خارجی می تواند واکنش های شیمیایی را تحت تاثیر قرار دهد. خوردگی نیز نوعی واکنش شیمیایی محسوب می‌شود که ناخالصی های موجود در محیط می تواند باعث تغییر در روند طبیعی آن شود. این تغییرات ممکن است به سود و یا زیان ما تمام شود.
زمان
گذر زمان می تواند باعث واکنش های شیمیایی مانند خوردگی شود. در آهن، زمان بیشتر باعث افزایش میزان خوردگی می‌شود درحالی که آلومینیوم این گونه نیست و لایه های سطحی اکسیده شده آلومینیوم با گذر زمان از اکسید شدن و خوردگی لایه های زیرین جلوگیری می‌کنند، بنابراین زمان تاثیری در مقدار اکسیداسیون این فلز ندارد.
تنش
هرچقدر یک فلز بیشتر تحت فشار تنش های مکانیکی قرار بگیرد احتمال خوردگی آن بیشتر است، زیرا تنش ها می‌توانند باعث ایجاد ترک های ریز در سطح فلز و تغییر حالت فیزیکی آن شوند که به تسریع و تشدید فرآیند خوردگی در فلزات کمک می کند.
خواص فلزی
همانطور که گفته شد خواص فیزیکی فلزات از جمله ساختار بلوری و مرز دانه در خوردگی تاثیرگذار است. برای مثال ساختار منظم بلوری و کمترین مرز دانه ها باعث می‌شود فلز در برابر خوردگی مقاوم تر باشد.
جمع بندی
خوردگی در فلزات از جمله مشکلات مهم در صنعت فولاد است که می تواند سبب تخریب تجهیزات و سازه های فولادی گردد. در این مقاله با انواع خوردگی و همچنین دلیل ایجاد آن ها که می تواند در پیشگیری از وقوع آن‌ها موثر باشد آشنا شدیم. همچنین دریافتیم که خوردگی موضعی می‌تواند خطرناک ترین و زیان آورترین نوع خوردگی در فلزات باشد و سبب انهدام ناگهانی سازه ها شود.
سوالات متداول
انواع خوردگی فلزات
خوردگی بین دانه ای، خوردگی سایشی، خوردگی یکنواخت، خوردگی حفره ای، خوردگی گالوانیک. موارد بیشتر در متن مقاله.
عوامل موثر در خوردگی فلزات
درجه حرارت، اختلاف پتانسیل، تشعشع، زمان، تنش. سایر موارد و توضیحات بیشتر در متن مقاله.
