خوردگی: تفاوت میان نسخهها
FreshmanBot (بحث | مشارکتها) |
FreshmanBot (بحث | مشارکتها) |
||
خط ۴۱: | خط ۴۱: | ||
خوردگی شکافی ( Crevice corrosion ) : |
خوردگی شکافی ( Crevice corrosion ) : |
||
خوردگی شکافی، نوعی از خوردگی الکتروشیمیایی موضعی است که در شکاف ها و در زیر سطوح فلزی پوشش داده شده (به عنوان لایۀ محافظت کننده)، در جایی که محلول های راکد وجود دارد، اتفاق می افتد. این نوع خوردگی در بسیاری از سیستم های آلیاژی مانند [[فولاد]] زنگ نزن و آلیاژهای تیتانیم، آلومینیم رخ می دهد. مکانیزم خوردگی شکافی تا حدود زیادی مشابه با مکانیزم خوردگی حفره ای است. این نوع خوردگی بیشتر |
خوردگی شکافی، نوعی از خوردگی الکتروشیمیایی موضعی است که در شکاف ها و در زیر سطوح فلزی پوشش داده شده (به عنوان لایۀ محافظت کننده)، در جایی که محلول های راکد وجود دارد، اتفاق می افتد. این نوع خوردگی در بسیاری از سیستم های آلیاژی مانند [[فولاد]] زنگ نزن و آلیاژهای تیتانیم، آلومینیم رخ می دهد. مکانیزم خوردگی شکافی تا حدود زیادی مشابه با مکانیزم خوردگی حفره ای است. این نوع خوردگی بیشتر میتواند در زیر واشرها، میخ پرچ ها، پین ها، دریچۀ شیرها محل تکیه گاه ها و یاتاقان ها و زیر رسوبات متخلخل و دیگر موقعیت های مشابه به وجود آید. |
||
خوردگی بین دانه ای (Intergranular corrosion ) : |
خوردگی بین دانه ای (Intergranular corrosion ) : |
||
خط ۴۹: | خط ۴۹: | ||
خوردگی تنشی (Stress corrosion ) : |
خوردگی تنشی (Stress corrosion ) : |
||
خوردگی تنشی نتیجه تاثیر همزمان تنشهای مکانیکی محیط خورندۀ مناسب بر روی فلز است. این تنش های مکانیکی |
خوردگی تنشی نتیجه تاثیر همزمان تنشهای مکانیکی محیط خورندۀ مناسب بر روی فلز است. این تنش های مکانیکی میتواند ناشی از تنش های خارجی و یا داخلی (پسماند) باشد. تنش پسماند در حد بالا میتواند از تنش های حرارتی در نتیجه سرد کردن غیر یکنواخت ( سریع ) ، طراحی [[مکانیک]]ی ضعیف برای تنش ها، تبدیل فاز هنگام عملیات حرارتی، تغییر شکل سرد و جوشکاری باشد. |
||
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی: |
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی: |
||
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی ا آنجایی که سیستم های بسیار مختلفی از آلیاژ ها و محیط های خورنده وجود دارد بسیار پیچیده است. در موارد بسیاری تخریب از یک حفره و یا ناپیوستگی دیگر موجود بر روی سطح فلز شروع و گسترش می یابد. در جدول زیر تعدادی از محیط هایی که |
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی ا آنجایی که سیستم های بسیار مختلفی از آلیاژ ها و محیط های خورنده وجود دارد بسیار پیچیده است. در موارد بسیاری تخریب از یک حفره و یا ناپیوستگی دیگر موجود بر روی سطح فلز شروع و گسترش می یابد. در جدول زیر تعدادی از محیط هایی که میتواند موجب خوردگی تنشی فلزات و آلیاژها شوند آمده است. |
||
خوردگی توأم با خستگی : |
خوردگی توأم با خستگی : |
||
خط ۷۷: | خط ۷۷: | ||
خوردگی در اثر فلزات مذاب : |
خوردگی در اثر فلزات مذاب : |
||
این نوع خوردگی بیشتر در بعضی از [[راکتور اتمی|راکتورهای اتمی]] دیده می شود. در بعضی از راکتورها از فلزات مذاب مانند سدیم به عنوان وسیلۀ خنک کننده استفاده می شود، زیرا که سدیم قابلیت هدایت حرارتی خوبی دارد. در اینجا واکنش خوردگی عمدتاً مسئله انتقال جرم است و به خوردگی موضعی مربوط نمی شود. علت پدیدار شدن این نوع خوردگی تمایلی است که ذرات جسم برای حل شدن در فلز مذاب دارند. این تمایل تا موقعی که در درجه حرارت معین به حد [[حلالیت]] و در نتیجه حالت تعادل برسد برقرار است. تاثیر تهاجم خوردگی در نتیجه فلزات مذاب |
این نوع خوردگی بیشتر در بعضی از [[راکتور اتمی|راکتورهای اتمی]] دیده می شود. در بعضی از راکتورها از فلزات مذاب مانند سدیم به عنوان وسیلۀ خنک کننده استفاده می شود، زیرا که سدیم قابلیت هدایت حرارتی خوبی دارد. در اینجا واکنش خوردگی عمدتاً مسئله انتقال جرم است و به خوردگی موضعی مربوط نمی شود. علت پدیدار شدن این نوع خوردگی تمایلی است که ذرات جسم برای حل شدن در فلز مذاب دارند. این تمایل تا موقعی که در درجه حرارت معین به حد [[حلالیت]] و در نتیجه حالت تعادل برسد برقرار است. تاثیر تهاجم خوردگی در نتیجه فلزات مذاب میتواند به صورت های مختلف مانند حل شدن ساده فلزات، تشکیل ترکیب شیمیایی، متلاشی شدن موضعی اجزایی از فلز باشند.<ref>http://www.jgt-ndt.com</ref> |
||
== عوامل موثر بر خوردگی == |
== عوامل موثر بر خوردگی == |
نسخهٔ ۸ فوریهٔ ۲۰۱۸، ساعت ۱۵:۲۶
خوردگی بطور کلی بصورت از بین رفتن مواد به علت واکنش با محیط تعریف میشود.
پدیده خوردگی طبق تعریف، واكنش شیمیایی یا الكتروشیمیایی بین یك ماده، معمولا یك فلز، و محیط اطراف آن میباشد كه به تغییر خواص ماده منجر خواهد شد. پدیده خوردگی در تمامی دستههای اصلی مواد، شامل فلزات، سرامیكها، پلیمرها و كامپوزیتها اتفاق می افتد، اما وقوع آن در فلزات آنقدر شایع و فراگیر بوده و اثرات مخربی بجای میگذارد كه هرگاه صحبت از خوردگی به میان می آید، ناخودآگاه خوردگی یك فلز به ذهن متبادر میشود.
خوردگی معمولا فرایندی زیانآور است، لیكن گاهی اوقات مفید واقع میشود. بطور مثال آلودگی محیط به محصولات خوردگی و آسیب دیدن عملكرد یك سیستم از جنبههای زیان آور خوردگی و تولید انرژی الكتریكی در یك باطری و حفاظت كاتدی سازههای مختلف از فواید آن هستند، اما تاثیرات مخرب و هزینههای به بار آمده بواسطه این فرایند به مراتب بیشتر است.
تاریخچه
یکی از کهنترین آثار خوردگی مربوط به دیوار آهنی قفقاز است که به فرمان کورش هخامنشی ساخته شد و بدستور وی روی آن را با مس پوشش دادند. آغاز پژوهش بگونه امروزی در انگلستان پس از غرق شدن کشتی جنگی HMS Alarm در سال ۱۷۶۱ میلادی بود. پس از آن ورقههای مسی به بدنه کشتیها وصل میشد اما پس از چندی دیده شد که این ورقهها در جاهایی که میخهای فولادی آنها را نگه داشته بود، خورده شدهاند (خوردگی گالوانیک).
این دانش روزبه روز گستردهتر شد و امروزه شاخه مهمی در مهندسی و علوم پایه میباشد.
جایگاه آکادمیک
هر چند دانش مهندسی خوردگی در برخی از دانشگاههای دنیا از زیر شاخه های علم و مهندسی شیمی بوده و ارتباط تنگاتنگی نیز با آن دارد، در كشور ما سیاستگذاری در وزارت علوم، تحقیقات و فناوری بگونهای بوده است كه مهندسی خوردگی، از زیرشاخههای مهندسی مواد قرار داده شده است.
علم و مهندسی مواد كه به شناخت ویژگیهای فیزیكی و مكانیكی مواد مختلف، روشهای ساخت آنها، روشهای استحصال فلزات و مواد نوین میپردازد، به لحاظ ساختار آكادمیك در كشور ما در مقطع كارشناسی دارای سه زیر شاخه مهندسی متالورژی صنعتی، مهندسی متالورژی استخراجی و مهندسی سرامیك است.
در مقطع كارشناسی ارشد، مهندسی مواد به زیرشاخههای انتخاب مواد مهندسی، شكل دهی فلزات، خوردگی، استخراج فلزات، سرامیك، بیومواد، ریخته گری و جوشكاری طبقه بندی شده است. با این توضیح مشخص است كه برای تحصیل در رشته مهندسی خوردگی لازم است تا از مقطع كارشناسی در رشته مهندسی مواد آغاز كرد.
دانش خوردگی مواد، بویژه فلزات همه صنایع را تحت تاثیر خود قرار داده و مهندسین این رشته همواره در تلاش هستند تا روشهای موجود برای مقابله با اثرات زیانبار این پدیده را بهبود بخشیده و یا روشهای نوینی برای این كار بیابند. از آنجا كه گستره نفوذ خوردگی در صنایع بسیار وسیع است، بنظر میرسد آشنایی با اصول و مبانی فرایند خوردگی و همچنین روشهای عمومی برای كنترل این پدیده برای همه مهندسین ضروری است.
انواع
انواع خوردگی و مکانیسم پدید آمدن آن ها
در کل بررسی خوردگی به ما امکان طبقه بندی دوازده نوع متفاوت را داده است. هر یک از انواع خوردگی تحت شرایطی خاص به وجود می آید که توضیحی اجمالی از مکانیسم پیدایش آنها را نیز مطرح نموده ایم.
خوردگی یکنواخت :
در این نوع خوردگی واکنش های شیمیایی به طور یکنواخت در سطح فلزات با جابجایی پیوسته آند و کاتد ایجاد شده که علت آن پلاریزاسیون می باشد. بطور مثال اغلب خوردگی های فولاد از این نوع می باشد. اهمیت و قدرت این نوع خوردگی از دیگر انواع خوردگی ها کمتر است.
خوردگی گالوانیکی:
هر گاه دو فلز غیر هم جنس در یک الکترولیت تشکیل یک پیل خوردگی دهند، خوردگی گالوانیکی حاصل می شود. علت ایجاد این نوع خوردگی در بین فلزات را می توان به اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی آنها نسبت داد. پتانسیل دو فلز در الکترولیت های مختلف نسبت به یکدیگر متفاوت است. سرعت خوردگی به نسبت سطح کاتد/آند بستگی داشته و هر چه سطح کاتد بزرگ تر از آند باشد، سرعت خوردگی و از بین رفتن آند بیشتر است. مثال پوشش دادن فولاد با لایه ای از قلع یک نمونه از این خوردگی می باشد. اگر خراش یا شکافی در سطح خارجی قطعۀ فولادی قلع اندود شده ایجاد شود، به طوری که فولاد به هوای محیط ارتباط پیدا کند، خوردگی در فولاد به وجود آمده و قلع سالم باقی می ماند. اما درصورت عدم حضور اکسیژن هوا، قلع نسبت به فولاد آند را تشکیل می دهد و در این حالت قلع مادۀ پوششی مناسبی برای فلزات از جمله ظروف غذایی و آشامیدنی فولادی (استیل) خواهد بود. پس در نتیجه اکسیژن عامل مهمی در در خوردگی گالوانیکی دارد.
خوردگی حفره ای:
خوردگی حفره ای نوعی خوردگی موضعی است که به دنبال آن حفره هایی در سطح فلز ظاهر شده و با ادامه فعل انفعال خوردگی حفره عمیق تر شده و باعث سوراخ شدن لوله ها می گردد. این نوع خوردگی برای سازه های مهندسی بسیار مخرب است. ناخالصی های غیر فلزی، ناهمگنی های ساختاری و شیمیایی در سطح فلز نقاط متداول مناسبی برای آغاز این نوع خوردگی و شروع ایجاد حفره است.
خوردگی شکافی ( Crevice corrosion ) :
خوردگی شکافی، نوعی از خوردگی الکتروشیمیایی موضعی است که در شکاف ها و در زیر سطوح فلزی پوشش داده شده (به عنوان لایۀ محافظت کننده)، در جایی که محلول های راکد وجود دارد، اتفاق می افتد. این نوع خوردگی در بسیاری از سیستم های آلیاژی مانند فولاد زنگ نزن و آلیاژهای تیتانیم، آلومینیم رخ می دهد. مکانیزم خوردگی شکافی تا حدود زیادی مشابه با مکانیزم خوردگی حفره ای است. این نوع خوردگی بیشتر میتواند در زیر واشرها، میخ پرچ ها، پین ها، دریچۀ شیرها محل تکیه گاه ها و یاتاقان ها و زیر رسوبات متخلخل و دیگر موقعیت های مشابه به وجود آید.
خوردگی بین دانه ای (Intergranular corrosion ) :
این نوع خوردگی که در مرز دانه ها اتفاق می افتد از انواع خوردگی موضعی می باشد. طی فرایند انجام، مرز دانه ها آخرین نقاطی هستند که منجمد می شوند، لذا غلظت عناصر آلیاژی و ناخالصی در مرز دانه فلزات بیشتر است. اختلاف غلظت آلیاژی بین سطح و مرز دانه ها باعث اختلاف انرژی و در نتیجه تمایل به خورده شدن سطح و مرز دانه ها می شوند و در نهایت مرز دانه ها آند و سطح دانه ها کاتد می شود. برای مثال آلیاژهای آلومینیم با استحکام بسیار بالا و تعدادی از آلیاژ های مس که شامل فازهای رسوبی در مرز دانه ها برای افزایش استحکام است می توانند تحت شرایط معینی برای خوردگی بین دانه ای مستعد باشند.
خوردگی تنشی (Stress corrosion ) :
خوردگی تنشی نتیجه تاثیر همزمان تنشهای مکانیکی محیط خورندۀ مناسب بر روی فلز است. این تنش های مکانیکی میتواند ناشی از تنش های خارجی و یا داخلی (پسماند) باشد. تنش پسماند در حد بالا میتواند از تنش های حرارتی در نتیجه سرد کردن غیر یکنواخت ( سریع ) ، طراحی مکانیکی ضعیف برای تنش ها، تبدیل فاز هنگام عملیات حرارتی، تغییر شکل سرد و جوشکاری باشد.
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی:
مکانیزم تخریب در خوردگی تنشی ا آنجایی که سیستم های بسیار مختلفی از آلیاژ ها و محیط های خورنده وجود دارد بسیار پیچیده است. در موارد بسیاری تخریب از یک حفره و یا ناپیوستگی دیگر موجود بر روی سطح فلز شروع و گسترش می یابد. در جدول زیر تعدادی از محیط هایی که میتواند موجب خوردگی تنشی فلزات و آلیاژها شوند آمده است.
خوردگی توأم با خستگی :
خوردگی توأم با خستگی نوع دیگری از خوردگی است که در آن نقطه فلزی تحت تأثیر همزمان واکنش شیمیایی و بار دینامیکی (متناوب) قرار می گیرد . در نتیجۀ این فعل و انفعال ترک های درون دانه ای ظاهر می شود، که شبیه به ساختار میکروسکوپی ترک ها در شکست دائم خواهد بود .
خوردگی فرسایشی (Erosion corrosion ) :
فعل و انفعالاتی که به جدا شدن قسمتی از سطح فلز شده و در نتیجه شتابی در سرعت تهاجم خوردگی فلز که در ارتباط با حرکت نسبی مایع و یاز گاز خورنده در سطح تماس فلز می انجامد به عنوان خوردگی فرسایشی تعریف می شود.
خوردگی سایشی (Fretting corrosion ) :
خوردگی در اثر سایش ناشی از حرکت سیال تشدید می شود. با افزایش مواد جامد در سیال این نوع خوردگی تشدید می شود. سایش باعث از بین رفتن محصولات خوردگی ایجاد شده در سطح فلز میشود و به الکترولیت اجازه تماس با سطح فلز جهت ادامه خوردگی را می دهد. بطور مثال سرعت گردش سیال حفاری، میزان مواد جامد گِل و جریان آشفته سیال حفاری از عواملی هستند که نسبت مستقیم با این نوع خوردگی دارند.
خوردگی غلظتی (CONCENTRATION corrosion ) :
خوردگی زیر رسوبات نام دیگر این نوع خوردگی می باشد. خوردگی اکسیژنی نیز از انواع خوردگی غلظتی است. بطور مثال پوشیده شدن قسمتی از سطح لوله های حفاری توسط گِل، محصولات خوردگی و لاستیک حلقوی محافظ لوله ها باعث ایجاد این نوع خوردگی میشود ، اختلاف غلظت اکسیژنی ناحیه پوشیده شده توسط رسوبات و ناحیه آزاد باعث شده که سطح زیر این رسوبات آند و بقیه لوله کاتد شود.
خوردگی روی زدایی (DEZINCIFICATION corrosion ) :
یکی از انواع خوردگی است که در آلیاژهای مس – روی اتفاق میافتد .در آلیاژهای (برنز و برنج ) هر دو فلز مس و روی وارد الکترولیت شده سپس مس مجدداً سطح نمونه را پوشانده و روی در محلول باقی می ماند، به این علت در صورتیکه این آلیاژها مدتی در محیط خورنده قرار گیرند سطح فلز قرمز و متخلخل می شود. به این فرآیند روی زدایی گویند.
خوردگی در اثر فلزات مذاب :
این نوع خوردگی بیشتر در بعضی از راکتورهای اتمی دیده می شود. در بعضی از راکتورها از فلزات مذاب مانند سدیم به عنوان وسیلۀ خنک کننده استفاده می شود، زیرا که سدیم قابلیت هدایت حرارتی خوبی دارد. در اینجا واکنش خوردگی عمدتاً مسئله انتقال جرم است و به خوردگی موضعی مربوط نمی شود. علت پدیدار شدن این نوع خوردگی تمایلی است که ذرات جسم برای حل شدن در فلز مذاب دارند. این تمایل تا موقعی که در درجه حرارت معین به حد حلالیت و در نتیجه حالت تعادل برسد برقرار است. تاثیر تهاجم خوردگی در نتیجه فلزات مذاب میتواند به صورت های مختلف مانند حل شدن ساده فلزات، تشکیل ترکیب شیمیایی، متلاشی شدن موضعی اجزایی از فلز باشند.[۱]
عوامل موثر بر خوردگی
درجه حرارت
حرارت محيط يكي از عواملي است كه بر ميزان و شدت خوردگي فلزات تاثير گذار مي باشد. افزايش درجه حرارت محيط باعث افزايش سرعت خوردگي مي شود. به صورت تجربي مشاهده شده است كه با افزايش هر 10 درجه حرارت محيط سرعت خوردگي فلز 2 برابر مي شود.
اختلاف پتانسيل
در يك محيط الكتروليتي مشترك اگر دو فلز از جنس هاي متفاوتي وجود داشته باشد از انجا كه به صورت الكترود در مي ايند، اختلاف پتانسل بين انها شكل مي گيرد كه باعث مي شود بسته به جنس فلز يكي تبديل به اند و ديگري تبديل به كاتد گردد. در اين حالت فلز اندي با سرعت بيشتري شروع به خورده شدن مي كند.
خواص فلزي
ساختمان دروني فلزات از عوامل مهمي است كه بر روي خوردگي فلزات و شدت ان تاثير قابل توجهي دارد. ساختاربلوري فلز، نوع الياژ و تركيب شميايي ان، روش هاي ريخته گري، خواص مكانيكي و مقاومتي فلزات و انواع مختلف الياژها و عمليات حرارتي ازمواردي است كه بر ميزان خوردگي تاثير گذار مي باشد.
عوامل مكانيكي
يكي از موارد موثر بر خوردگي ساييدگي است. ساييدگي سطح فلز باعث مي گردد لايه هاي اوليه خورده شده بر روي سطح فلز كه مانع از خوردگي سطح هاي پايين تر ان ميگردد، از بين رفته و سطح هاي پايين تر در معرض خوردگي هاي بعدي قرار گيرد. مورد موثر ديگر براي قطعات فلزي است كه تحت تاثير تنش هاي كششي هستند مخصوصا زماني كه تنشها از قدرت ارتجاعي فلز بالاتر باشند. در اين حالت امادگي فلز براي خوردگي بسيار بالا مي باشد. فطعات فلزي كه تخت فشار مي باشند نيز در معرض خوردگي بيشتر قرار دارند.
ناخالصي ها و شرايط محيطي
رطوبت خود عامل مهمي در خوردگي فلزات است زيرا الكتروليتي را براي ايجاد محيط اندي و كاتدي فراهم مي اورد. از طرف ديگر وجود نمك ها و ناخالصي ها سرعت خوردگي را افزايش مي دهند زيرا ايجاد محلول الكتروليتي مي كنند كه تبادل الكترون بين مواد شركت كننده در خوردگي راحت تر اتفاق مي افتد. pH نيز برروند خوردگي تاثير گذار است. محيط اسيدي الكتروليت قويتري ايجاد خواهد كرد و درنتيحه سرعت خوردگي افزايش پيدا خواهد كرد. ازطرف ديگري ايجاد اختلاف مقداري pH در فسمت هاي مختلف فلز باعث به وجود امدنمحيط هاي اندي و ماتديمي گردد كه در روندخوردگي تاثير گذار خواهند بود.[۲]
هزینههای خوردگی
از آنجا که خوردگی پدیدهای تخریبی است، هزینههایی در پی دارد. این هزینهها در دو دسته مستقیم و غیر مستقم (پیامدهای مستقیم) هستند که دسته دوم بسیار بیشتر از نخستین است. در آمریکا در سال هزینه سالانه خوردگی چیزی پیرامون ۱/۳٪ تولید ناخالص داخلی (۲۷۷ میلیارد دلار در سال 1998])[۳]
سرعت خوردگی
سرعت خوردگی (icorr)را با مقدار الکترون تولیدی بر یکای زمان (آمپر I) میتوان سنجید اما از آنجا که اثر سطح را باید در نظر داشت، بایستی عدد بدست آمده بر یکای سطح بخش گردد.
سرعت خوردگی بطور معمول بصورت میل در سال (mpy) بیان میشود:
- که در آن W، کاهش وزن بر حسب میلیگرم، D چگالی نمونه بر یکای گرم بر سانتیمتر مکعب، A مساحت نمونه بر حسب اینچ مربع و T زمان خوردگی بر یکای ساعت است.[۴]
در ویکیانبار پروندههایی دربارهٔ خوردگی موجود است. |
خوردگی میکروبی(MIC)
ترم microbiologically influenced corrosion(MIC) مربوط به نوعی از خوردگی یا تخریب ناشی شده یا گسترش یافته توسط فعالیتهای زندگی میکروبی است.MICیک مکانیزم خوردگی جدید نیست اما شامل نقش میکروارگانیسمها در پروسه خوردگی است .MIC یک پروسه غیر زنده (abiotic) است تحت تأثیر فاکتورهای زنده بیولوژیکی(biotic).
تعریف دیگری از MICبدین صورت است: اثر میکروارگانیسمها بر روی سینتیک پروسه خوردگی فلزات بواسطه چسبیدن آنها به فصل مشترک که معمولاً بیوفیلم خوانده میشوند. بعبارتی پیشنیاز MIC حضور و رشد میکروارگانیسم هاست.
پیشنیازهای خوردگی میکروبی
یک میکرو ار گانیسم برای آغاز متابولیسمش نیاز به انرژی و برای رشد نیاز به مواد مغذی مانند کربن، نیتروژن و فسفر دارد؛ بنابراین پیشنازهای MICبدین صورت است:
- یک منبع انرژی
- یک منبع کربن
- یک دهنده الکترون
- یک پذیرنده الکترون
- آب
نت
انرژی مورد نیاز ممکن است از نور خورشید و طی فرایند فتوسنتز گرفته شود یا از طریق واکنشهای شیمیایی اکسیداسیون و احیاء.
بسته به نوع تجهیزات منبع تأمین انرژی متفاوت خواهد بود برای تجهیزات قرار گرفته روی سطح زمین و نیز سیستمهای زیر آبی نور خورشید منبع تأمین انرژی است و برای تجهیزات بسته و زیر خاک انرژی مورد نیاز از واکنشهای شیمیایی تأمین میشود.
نور یک منبع مهمی از انرژی میباشد چرا که فرایند فتوسنتز را پیش میبرد (در فتوسنتز دی اکسید کربن و آب مصرف و اکسیژن و هیدراتهای کربن به وجود میآیند).
تحت شرایط هوازی احیاء اکسیژن به آب کامل کننده فرایند متابولیکی تبدیل مواد مغذی به دی اکسید کربن است و تحت شرایط بی هوازی پذیرندههای دیگری غیر از اکسیژن وارد واکنش میشوند.
لازم است ذکر شود که MICتنها زمانی میتواند اتفاق بیفتد که میکروارگانیسمها فعال و حاضر باشند. میکرو ارگانیسمها بیش از هر چیزی نیاز به آب دارند. اگر که اکتیویته آب کمتر از ۰٫۹باشد باکتریها نمیتوانند رشد کنند. تنها قارچ هامی توانند در آبی با اکتیویته ۰٫۷رشد کنند، اما آنها نقش مهمی در MICبازی نمیکنند.
بیوفیلم SRBو رفتار خوردگی آن
SRBیک ترم عمومی است شامل تمام تک سلولیهایی میشود که سولفات(SO4 2-) سولفید و تیوسولفات و همچنین گوگرد را برای بدست آوردن انرژی به H2S احیا میکنند. برای انواع باکتریهای متفاوت مناسبترین دما برای رشدSRB حدود۲۰–۳۰ است؛ ولی این باکتریها قادرند تا دمای ۵۰–۶۰˚Cنیز زنده بمانند .SRB بعنوان اصلیترین عامل MIC در آهن، مس و آلیاژهای آهنی شنا خته شده است. SRBدر شرایط بی هوازی خاک، آب دریا، فاضلاب، لولههای زیر زمینی و چاههای نفت با pHهای بین ۶–۹ وابسته است.
SRBهمه جا یافت میشوند، بی هوازیهای بسیار متفاوتی هستند (در ضمن بیماری زا نیستند). متداولترین آنها Desulfovibrioاست. یک میکرو ارگانیسم میتواند براحتی به سطح بچسبد لایههایی را به نام بیو فیلم تشکیل دهد، بدین صورت که ابتدا بخشهای آلی روی سطح مواد میچسبند. میکروارگانیسمها خواص سطحی مواد بخصوص بار استاتیکی و قابلیت خیس شوندگی آن را تغییر میدهند. سپس باکتریها جذب سطح میشوند و رشد میکنند تا کلونیها را تولید کنند، بنابراین میکرو فیلمها رشد خواهند کرد. این لایهها میتوانند خیلی نازک باشند یا رشد کنند و به ضخامت سانتیمتر هم برسند. بیوفیلمها با یک ساختار غیر یکنواخت شناخته میشوند.
گرچه SRB بی هوازی هستند میتوانند در غلظتهای کمی از اکسیژن نیز رشد کنند. فعالیت SRBدر سیستمهای طبیعی و انسانی باعث ایجاد نگرانی در صنایع شده است. بخصوص در صنایع نفت و گاز و کشتی سازی که شدیداً بوسیله سولفید تولید شده توسط SRB تحت تأثیر قرار میگیرند.
راه های پیشگیری از خوردگی
روشهاي جلوگيري از خوردگي يکنواخت
خوردگي يکنواخت را به سه طريق ميتوان کنترل و يا کم کرد که ممکن است يک نوع و يا دو نوع را با همديگر انجام داد.
- انتخاب مواد و پوشش صحيح
- به وسيله ممانعتکنندهها
- استفاده از حفاظت کاتدي
روش جلوگيري از خوردگي گالوانيکي
براي جلوگيري از اين خوردگي روشهاي مختلفي وجود دارد که گاهي يکي به تنهائي پاسخگو نميباشد و بايد دو يا سه نوع را با هم به کار برد.
- حتيالامکان سعي شود از دو فلز که در جدول سري الکتروشيميائي فاصله کمتري نسبت به هم دارند استفاده شود.
- از نسبت سطحي نامطلوب، آند کوچک و کاتد بزرگ پرهيز شود. مخصوصاً در اتصالات
- از خاصيت عايقها دو فلز غيرهمجنس استفاده شود.
- استفاده از پوششها مخصوصاً روي آند
- استفاده از ممانعتکنندهها
- در مورد موادي که در جدول گالوانيکي دور از يکديگر ميباشند از اتصالات پيچ و مهره بپرهيزيد. به دليل کم شدن ضخامت مؤثر در مرحله پيچسازي سعي شود ازاتصال زرد جوش BRAZING استفاده شود.
- قسمتهاي آندي را طوري طراحي کنيد که به سهولت قابل تعويض باشند يا آنها را ضخيمتر انتخاب کنيد تا عمر بيشتري داشته باشند.
- به اتصالهاي گالوانيکي، فلز سومي که نسبت به دو فلز قبلي آند باشد متصل نمائيد. (آند فداشونده)
روشهاي جلوگيري از خوردگي شياري
- شيارها را در محل روي هم قرار گرفتن دو فلز با جوشکاري مداوم، کالک کردن CAULKING و يا لحيمکاري بپوشانيد.
- از تهنشين شدن مواد و تجمع آنها در کف تانکها و مخازن جلوگيري شود.
- از ايجاد گوشههاي تيز و نواحي مرده و ساکن در تجهيزات بپرهيزيد.
- بازرسي و تميز تمودن مرتب تجهيزات
- حذف جامدات معلق در فرآيند کارخانهها
- در مرحله خوابيدن کارخانه، مواد جاذب رطوبت WET PACKING MATERIALS را حذف نمائيد.
- در صورت امکان، محيط يکنواخت به وجود بياوريد مثلاً در پشت بند BACKFILL کردن يک خط لوله.
- هر جا که ممکن باشد از واشرهاي جامد که جاذب رطوبت نيستند NONABSOKBENT مانند تفلون استفاده نمائيد.
روشهاي جلوگيري از خوردگي حفرهاي
- کليه روشهائي که براي مبارزه با خوردگي شياري ذکر گرديد در اين نوع خوردگي نيز مؤثر ميباشد.
- استفاده از آلياژهائي که در برابر حفرهدار شدن بسيار مقاوم ميباشند.
اين نوع آلياژها عبارتند از:
- فولاد زنگ نزن نوع 304
- فولاد زنگ نزن نوع 316
- هستوليF، نيونل يا دوريمت 20
- هستولي C، يا کلريمت 3
- تيتانيم
نکته : افزودن ممانعتکننده بايد با دقت خاصي صورت گيرد به دليل اينکه اگر خوردگي کاملاً متوقف نگردد، حفرهدار شدن تشديد ميشود.
روشهاي جلوگيري از خوردگي بيندانهاي
به دليل اينکه اين خوردگي بيشتر در فولادهاي زنگ نزن اتفاق ميافتد سه روش جلوگيري آن را در اين مورد ذکر ميکنيم:
- در درجه حرارت بالا فلز تحت عمليات حرارتي محلولي قرار داده شود و سپس در آب سريع سرد شود.
- اضافه کردن عناصري که تمايل شديدي به واکنش و يکنواخت کردن آلياژ دارند اين عناصر را پايدارکنندهها مينامند.
- تقليل کربن فولاد به کمتر از 03/0 درصد تا کاربيد کافي براي به وجود آمدن خوردگي بين دانهاي به وجود نيايد.عمليات حرارتي محلولي در صنعت، مشتمل بر حرارت دادن در 10?0 درجه سانتگراد تا 11?0 و سپس سرد کردن سريع در آب ميباشد. در اين درجه حرارتها کاربيد کرم حل ميشود و در نتيجه آلياژ همگنتر و يکنواختتر به دست ميآيد.
روشهاي جلوگيري از جدايش انتخابي
- کم کردن خوردگي محيط مثلاً حذف اکسيژن
- حفاظت کاتدي
- اضافه کردن فلزي ديگر به آلياژ. مثلاً اضافه کردن 1% درصد قلع به برنج 30-70
- استفاده از ممانعتکننده مانند افزودن مقادير کمي آرسنيک و آنتيموان يا فسفر به آلياژ برنج
- براي محيطهائي بسيار خورنده که زدايش روي در آنها اتفاق ميافتد يا براي قطعاتي که از اهميت بالائي برخوردارند و نبايد به هيچ وجه خورده شوند از کوپرونيکلها استفاده ميکنند.
روشهاي جلوگيري از خوردگي سايشي
پوششهاي سخت يا زرهها يا روکشهاي قابل تعويض، مشروط به اينکه از جنس مقاومي از نظر خوردگي ساخته شده باشند کاربرد مفيدي در خوردگي سايشي دارد.
روشهاي جلوگيري از خوردگي همراه با تنش
- کم کردن تنش تا زير حد مجاز مثلاً با کم کردن باروي فلز يا ضخيمتر کردن قطعه
- حذف اجزا و ناخالصيهاي مضر محيط مانند دگازه کردن، دهينداله کردن يا تقطير نمودن.
- استفاده از آلياژ مناسب مثلاً استفاده از اينکونل که داراي مقدار نيکل بيشتر ميباشد به جاي فولاد زنگ نزن
کاربرد حفاظت کاتدي
اين مورد بايد مواقعي به کار برده شود که مطمئن باشيم خوردگي در اثر SCC بوده است نه در اثر تردي هيدروژني، زيرا در غير اين صورت حالت عکس دارد.
- اضافه کردن ممانعتکنندهها به سيستم در صورت امکان
- در محيطهاي خورنده متوسط، فسفاتها و ممانعتکنندههاي آلي و معدني ديگر بطور موفقيتآميزي SCC را کاهش ميدهند.
- ساچمهزني (شات بلاست کردن) مثلاً فولاد زنگ نزن ?10 در معرض محلول 3% نمک طعام در دماي محيط با نوع 30? در معرض محلول ?2% کلرور منيزيم در 1?0 و آلياژ آلومينيوم 7075-T6 در محلول در دماي محيط
- ساچمهزني يا شات بلاست کردن عبارت است از ايجاد يک لايه پوسته مناسب در شرايط خاص بر روي فلزات و آلياژهاو اينکونل (يکي از آلياژهاي نيکل) INCONEL است
منابع
Hamidreza Mansouri, Seyed Abolhasan Alavi, Meysam Fotovat, "Microbial Influenced Corrosion of Corten Steel Compared to Carbon Steel and Stainless Steel in Oily Waste Water by Pseudomonas Aeruginosa"; JOM
- ↑ http://www.jgt-ndt.com
- ↑ http://www.jgt-ndt.com/%D8%B9%D9%88%D8%A7%D9%85%D9%84-%D9%85%D9%88%D8%AB%D8%B1-%D8%AF%D8%B1-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%AF%DA%AF%DB%8C/
- ↑ انجمن بینالمللی مهندسان خوردگی
- ↑ حسین قلی زادگان. «اصول خوردگی». دریا تامین. دریافتشده در ۱۱ آبان ۱۳۹۵.
Mars G. Fontana, Corrosion Engineering, McGraw-Hill,.